Participação da via de sinalização da Proteína Cinase D (PKD1) sobre a regulação da reatividade vascular e a função do cardiomiócito ventricular

dc.contributor.advisor1Stefanon, Ivanita
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2638-5183
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8456612999765726
dc.contributor.authorJacobsen, Bruno Barcellos
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8766058479779359
dc.contributor.referee1Futuro Neto, Henrique de Azevedo
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6887-5290
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2687624857190195
dc.contributor.referee2Meyrelles, Silvana dos Santos
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-0167-4093
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7731215198101947
dc.contributor.referee3Soares, Aurelia Araujo Fernandes
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000000199451909
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5478728158150003
dc.contributor.referee4Padilha, Alessandra Simão
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-9585-1347
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7658998034219799
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:10Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:10Z
dc.date.issued2020-04-30
dc.description.abstractThe hormones and neurotransmitters of the renin angiotensin aldosterone system (RAAS) and the autonomic nervous system (ANS) can act on the vessels and heart, modulating several intracellular signaling pathways. Although the signaling pathways of the PKA and PKC enzymes are better studied and known, the signaling pathway of PKD has been little studied so far. PKD is an enzyme of the serine / threonine kinase family comprising three homologous PKD isoforms (PKD1 / PKCμ, PKD2 and PKD3 / PKCν) and belongs to the Ca2+ protein kinase dependent (CaMK) superfamily. The PKD1 isoform is increasingly recognized as a key regulator of a complex series of fundamental physiological processes, including: signal transduction, cell proliferation and differentiation, membrane transport, secretion, gene expression, use of substrate, and regulation of contractility myocardial. However, little is known about the role of PKD1 on vascular reactivity and cardiomyocyte regulation. Cardiomyocyte Study - Functional study performed on ventricular cardiomyocytes isolated from white New Zealand rabbits were transfected by adenoviruses called Kinase Activating Reporters (DKARs) that measure PKD activity in different locations of the cardiomyocytes (cytoplasm, nucleus and mitochondria). The DKARs in the nucleus showed higher values for the treatment made by aldosterone, whereas when we analyzed the cytoplasm and mitochondria, the performance of angiotensin II was observed in a more significant way. For the analysis of the calcium transient and contractility, ventricular cardimiocytes of C56BL6 mice were used, divided into groups: wild cardiac-specific WT and PKD1 KO (knockout). The main result was an increased response to angiotensin II in the cells of PKD WT animals when compared to cells without treatment (p = 0.0049) in the cytosol. The percentage of cardiomyocyte shortening was not different between groups, nor in the presence of drugs (angiotensin II, aldosterone and isoproterenol). Study of Vascular Function - Wistar rats (normotensive) and Wistar spontaneously hypertensive (SHR) were used. To assess whether the difference in systolic blood pressure (SBP) existed, measurement was performed using the tail plethysmography method (PAS Wistar 125.8 ± 1.2 mmHg and SHR = 204.8 ± 4.0 * mmHg, p < 0.01). Vascular reactivity was studied using isolated rings of the thoracic aorta to assess the contraction of the α-adrenergic stimulus (concentration curve response to Phenylephrine (10−10 to 3.5 x10−3 M) and the activation of AT receptors, using angiotensin II (10 −10 to 10−5 M), in the presence and absence: vascular endothelium; ICD 3.2 μM - a selective and specific inhibitor of PKD1; L-NAME 100 μM, a nonselective inhibitor of the enzyme nitric oxide synthase (NOS); the compound 1400W 1 μM, a potent and highly selective inhibitor of iNOS; N-ω-hydrochloride-propyl-Larginine 0.5 μM, a potent and selective inhibitor of nNOS. In the Wistar group, the contractile response to increasing doses of phenylephrine were not modified when PKD was inhibited with CID In the SHR group, we can identify a reduction in the contractile response in the presence of CID (Phenylephrine 10-3.5 M; CT = 116.6 ± 13.5 vs CID 60 ± 14.6%, p <0.05) .These data suggest the participation of the PKD pathway, in the opposite Useful induced by phenylephrine in the SHR group. Angiotensin II induced a contractile response, in a concentration-dependent manner, in the isolated aortic rings of all studied groups. In the Wistar group, the contractile response to angiotensin II was lower during incubation with DIC, while in the SHR group, PKD inhibition did not modify the contractile response to angiotensin II. In the Wistar group, iNOS inhibition increased the contractile response to angiotensin II when the PKD enzyme was inhibited, with the CID. In the SHR group, we can see that angiotensin IIdependent contractility was greater in the presence of the iNOS inhibitor, both in the presence and in the absence of PKD. These data suggest that, in the SHR group, NO production depends on the iNOS enzyme. In animals in the SHR group, inhibition of nNOS increased the contractile response to angiotensin II. Inhibition of the PKD pathway reduced the increase in the contractile response to angiotensin II during the inhibition of nNOS. These data suggest that, in the hypertensive group, the NO synthesis pathway, dependent on the nNOS enzyme, participates in the contractile response induced by angiotensin II. In conclusion, the set of results obtained in this study confirms our hypothesis of the participation of the PKD signaling pathway in the acute regulation of ventricular cardiomyocyte functions and in vascular reactivity. In ventricular cardiomyocytes, aldosterone acted directly on nuclear PKD together with HDACs, important regulators in cardiac remodeling. In the cytosol and mitochondria, angiotensin II acutely activated the PKD1 pathway. In relation to vascular reactivity, it was observed that in hypertensive animals, this role of modulating the signaling of the PKD pathway on vascular responses mediated by angiotensin II and phenylephrine, depends on the activation of different NOS isoforms, located in the vascular smooth muscle and endothelium. In the hypertensive group, modulation, via PKD, seems to depend more on the participation of nNOS, while in the normotensive group, on the pathways of eNOS and iNOS.
dc.description.resumoOs hormônios e neurotransmissores do sistema renina angiotensina aldosterona (SRAA) e do sistema nervoso autônomo (SNA) podem atuar nos vasos e coração, modulando diversas vias de sinalização intracelular. Muito embora as vias de sinalização das enzimas PKA e PKC sejam mais bem estudadas e conhecidas, a via de sinalização da PKD tem sido pouco estudada até o momento. A PKD é uma enzima da familia de serina/treonina-quinases compreendendo três isoformas de PKD homólogas (PKD1/PKCμ, PKD2 e PKD3/PKCν) e pertence à superfamília da Ca2+ - calmodulina dependente de proteína cinase (CaMK). A isoforma PKD1 é cada vez mais reconhecida como um regulador chave de uma série complexa de processos fisiológicos fundamentais, incluindo: transdução de sinal, proliferação e diferenciação celular, transporte através da membrana, secreção, expressão gênica, utilização de substrato, e regulação da contratilidade miocárdica. Entretanto, pouco se sabe sobre a atuação da PKD1 sobre a reatividade vascular e regulação de cardiomiócitos. Estudo dos Cardiomiócitos - Estudo funcional realizado em cardiomiócitos ventriculares isolados de coelhos brancos da Nova Zelândia foram transfectados por adenovírus denominados de Repórteres Ativadores de Cinase D (DKARs) que mede a atividade da PKD em diferentes locais dos cardiomiócitos (citoplasma, núcleo e mitocôndria). Os DKARs no núcleo apresentaram valores mais elevados ao tratamento feito pela aldosterona, ao passo que quando, analisamos o citoplasma e a mitocôndria, foi observada atuação da angiotensina II de forma mais significativa. Já para análise do transiente de cálcio e contratilidade, foram utilizados cardimiócitos ventriculares de camundongos de linhagem C56BL6, divididos nos grupos: selvagem WT e PKD1 KO (knockout) cardíaco-específicos. O principal resultado foi um aumento a resposta a angiotensina II nas células dos animais PKD WT quando comparado às células sem tratamento (p=0,0049) no citosol. O percentual de encurtamento de cardiomiócitos não foi diferente entre os grupos, nem na presença dos fármacos (angiotensina II, aldosterona e isoproterenol). Estudo da Função Vascular – Foi utilizado ratos Wistar (normotensos) e Wistar espontaneamente hipertensos (SHR). Para avaliar se a diferença da pressão arterial sistólica (PAS) existia, foi feita aferição através do método de pletismografia de cauda (PAS Wistar 125,8 ± 1,2 mmHg e SHR=204,8 ± 4,0* mmHg, p < 0,01). A reatividade vascular foi estudada usando anéis isolados de aorta torácica para avaliação da contração ao estimulo α-adrenérgico (curva concentração resposta a Fenilefrina (10−10 a 3,5 x10−3M) e da ativação de receptores AT, usando angiotensina II (10−10 a 10−5M), na presença e ausência: endotélio vascular; CID 3,2 μM – um inibidor seletivo e especifico da PKD1; L-NAME 100 μM, um inibidor não-seletivo da enzima óxido nítrico sintase (NOS); o composto 1400W 1 μM, um potente inibidor e altamente seletivo da iNOS; N-ω-cloridrato-propil-Larginina 0,5 μM, um inibidor potente e seletivo da nNOS. No grupo Wistar, a resposta contrátil as doses crescentes de fenilefrina não foram modificadas quando a PKD foi inibida com o CID. No grupo SHR, podemos identificar uma redução da resposta contrátil na presença de CID (Fenilefrina 10-3,5 M; CT = 116,6 ± 13,5 vs CID 60 ± 14,6 %, p<0,05). Estes dados sugerem a participação da via da PKD, na resposta contrátil induzida pela fenilefrina, no grupo SHR. A angiotensina II induziu resposta contrátil, de maneira concentração-dependente, nos anéis isolados de aorta de todos os grupos estudados. No grupo Wistar, a resposta contrátil a angiotensina II foi menor durante a incubação com CID, enquanto no grupo SHR, a inibição da PKD, não modificou a resposta contrátil a angiotensina II. No grupo Wistar, a inibição da iNOS, aumentou a resposta contrátil a angiotensina II quando a enzima PKD foi inibida, com o CID. No grupo SHR, podemos verificar que a contratilidade dependente de angiotensina II foi maior na presença do inibidor da iNOS, tanto na presença quanto na ausência da PKD. Estes dados sugerem que, no grupo SHR, a produção de NO, depende da enzima iNOS. Nos animais do grupo SHR, a inibição da nNOS elevou a resposta contrátil a angiotensina II. A inibição da via da PKD, reduziu o aumento da resposta contrátil a angiotensina II, durante a inibição da nNOS. Estes dados sugerem que, no grupo hipertenso, a via de síntese de NO, dependente da enzima nNOS, participa da resposta contrátil induzida pela angiotensina II. Em conclusão, o conjunto dos resultados obtidos neste estudo confirma nossa hipótese da participação da via de sinalização da PKD sobre a regulação aguda das funções de cardiomiócitos ventriculares e sobre a reatividade vascular. Em cardiomiócitos ventriculares, a aldosterona atuou diretamente na PKD nuclear juntamente com as HDACs, importantes reguladores no remodelamento cardíaco. Já no citosol e nas mitocôndrias, a angiotensina II ativou agudamente a via da PKD1. E em relação a reatividade vascular foi observado que nos animais hipertensos, este papel modulador da sinalização da via da PKD sobre as respostas vasculares mediadas pela angiotensina II e fenilefrina, depende da ativação de distintas isoformas da NOS, localizadas no músculo liso vascular e endotélio. No grupo hipertenso, a modulação, via PKD, parece depender mais da participação da nNOS, enquanto no grupo normotenso, das vias da eNOS e iNOS.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/14445
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Ciências Fisiológicas
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas
dc.rightsopen access
dc.subjectProteína quinase D
dc.subjectcardiomiócitos
dc.subjecttransfecção
dc.subjecttransiente de cálcio
dc.subjectcontratilidade
dc.subjectreatividade vascular
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqFisiologia
dc.titleParticipação da via de sinalização da Proteína Cinase D (PKD1) sobre a regulação da reatividade vascular e a função do cardiomiócito ventricular
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis

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