Orientador: Antonio Herbert Lancha Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T15:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_PatriciaLopesde_D.pdf: 998065 bytes, checksum: 6a4a069b0d9422cc32f9686a61e72b14 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Durante o exercício sub-máximo, a utilização de estoques de glicogênio muscular é de suma importância para possibilitar a continuidade do mesmo. A suplementação de Aminoácidos de Cadeia Ramificada (AACR ou BCAA, do inglês Branched Chain Amino Acids) tem sido experimentada como forma de gerar energia para o músculo nessas condições. Através da utilização dos seus esqueletos de carbono, podem ser gerados intermediários do ciclo dos ácidos tricarboxílicos (CAT ou TCA, do inglês Tricarboxilic Acids Cycle); no entanto, há controvérsias quanto à eficiência dos AACR em aumentar a atividade do ciclo, uma vez que autores sugerem a diminuição da eficiência do mesmo após tal estratégia de suplementação. Por outro lado, há toda uma discussão na literatura acerca da importância do aumento dos intermediários do TCA nos primeiros momentos do exercício para apoiar o metabolismo oxidativo, assim como o impacto que as reações anapleróticas, que promovem esse fenômeno, apresentam, considerando-se o fluxo de energia total do TCA. O objetivo desse trabalho foi avaliar se a suplementação dos aminoácidos em questão seria capaz de alterar o desempenho de ratos treinados em exercício sub-máximo, e também a formação de alguns intermediários do TCA ou mesmo a atividade de enzimas importantes para esse fenômeno. Para isso foram utilizados ratos Wistar machos adultos, que foram treinados por 8 semanas em sistema de natação, e receberam na última semana, a suplementação de isoleucina, leucina ou valina, exclusivamente, ou então os três aminoácidos em conjunto, ou placebo, por 7 dias. No sexto dia de suplementação, eles fizeram a última sessão de treinamento de 1 hora de natação, foram mantidos em jejum por 24 horas e, no dia seguinte, foram submetidos a um teste sub-máximo de natação, até a exaustão. O grupo AACR teve aumento na síntese de malato e o grupo isoleucina apresentou maior atividade das transaminases de alanina e aspartato (AAT e AST), quando comparados ao placebo. Não houve diferença no desempenho dos animais em relação à resistência à fadiga, apesar do grupo leucina apresentar menores concentrações de glicogênio muscular que o grupo placebo. Concluiu-se que os AACR não foram capazes de alterar atividade do ciclo de Krebs, nem o desempenho nessas condições experimentais / Abstract: During submaximal exercise, muscle glycogen utilization is important. Branched-chain AminoAcids supplementation has been utilized during the past years to provide energy for muscles in this condition, through their carbon skeletons, which might generate tricarboxilic acids cycle's intermediates (TCAI). However, this hypothesis remains controversial. On the other hand, there is a recent discussion on the literature about the real importance of the rapid muscle TCAI raise and its role for de TCA cycle. This study aimed to evaluate if BCAA supplementation in trained rats submitted to sub-maximal exercise were capable of changing TCAI activity or transaminases (AAT and AST) concentration, or even performance in muscle depletion. Wistar Male Adult rats were trained for 8 weeks in a proper swimming system. In the last week they received BCAA supplementation. Before the final experiment, they trained for 1 hour, and then wento through a 24 h fasting. The final test consisted on swimming until exhaustion, then they were euthanized and tissues were kept in liquid Nitrogen until further analysis. BCAA group had higher muscle concentrations of malate. Isoleucine group had higher muscle transaminases¿ concentration, although rats supplemented with leucine alone had lower muscle glycogen levels than placebo group. We concluded that none of the BCAA supplementation was able to affect performance or TCA activity in our experimental conditions / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jaime Amaya-Farfán / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:15:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morato_PriscilaNeder_D.pdf: 813172 bytes, checksum: 96f9ce7da352faefcc39166ef5fe4fa9 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As proteínas do soro do leite apresentam propriedades nutricionais e funcionais que influenciam a modulação de funções bioquímicas e fisiológicas.Estudos têm demonstrado que as proteínas do soro do leite (PSL), principalmente na forma hidrolisada (PSLH) possuem a capacidade de aumentar os níveis de glicogênio muscular. Considerando que a captação de glicose pela célula do músculo esquelético relaciona-se diretamente à atividade de proteínas transportadoras de glicose, este estudo se propôs realizar dois experimentos para conhecer os efeitos da PSL e da PSLH e de alguns dos seus produtos de hidrólise nos transportadores de glicose em músculos de ratos. No experimento 1, o objetivo foi verificar se o consumo de PSL e PSLH modulam a concentração de transportadores de glicose GLUT-1 e GLUT-4 na membrana plasmática (MP) de células musculares de animais sedentários e exercitados. Foram utilizados 48 ratos Wistar machos divididos em dois grupos: sedentários e exercitados, e cada um desses subdivididos em outros três, de acordo com a dieta, totalizando 6 grupos (n=8 por grupo). Os animais foram mantidos por 9 dias recebendo as dietas experimentais baseadas na AIN-93G, com as seguintes fontes protéicas: caseína (CAS), utilizada como controle, proteína do soro do leite (PSL), proteína do soro do leite hidrolisada (PSLH), e o animais exercitados foram submetidos a uma única sessão de exercício a 15m/min durante 60min um dia anterior ao sacrifício. Após o período experimental os animais foram sacrificados, os transportadores de glicose no músculo, GLUT-1 e GLUT-4, foram analisados por western blot. Adicionalmente, glicogênio, aminoácidos livres plasmáticos, insulina e indicadores bioquímicos de saúde foram determinados por métodos padrões. O consumo de PSLH elevou significativamente as concentrações de GLUT-4 na MP e de glicogênio, enquanto GLUT-1, insulina e os indicadores de saúde não apresentaram alterações. Baseado nas evidências do experimento 1, de que o consumo de PSLH eleva os estoques de glicogênio muscular e que também aumenta a concentração do transportador de glicose GLUT-4 na membrana plasmática, o experimento 2 teve como objetivo identificar quais componentes da PSLH poderiam modular a translocação do transportador de glicose GLUT-4 para a MP em músculo esquelético. Foram utilizados 49 ratos Wistar machos divididos em 7 grupos (n=7), que receberam soluções orais de glicose 30% mais 0,55 g/kg de peso corpóreo os seguintes componentes da PSLH: a) glicose (controle); b) PSLH; c) L-isoleucina; d) L-leucina; e) L-leucina mais L-isoleucina; f) peptídeo Lisoleucil- L-leucina; g) peptídeo L-leucil-L-isoleucina. Após receberem as soluções, os animais foram sacrificados, o transportador de glicose GLUT-4 no músculo foi analisado por western blot. Também foram analisados glicogênio, glicemia, insulina, aminoácidos livres plasmáticos e musculares, e indicadores bioquímicos de saúde por métodos clássicos. Entre os componentes testados da PSLH, o peptídeo leucil-isoleucina e o aminoácido isoleucina se mostraram mais eficientes em translocar GLUT-4 para a MP, favorecendo a captação de glicose pelo músculo esquelético. Os resultados obtidos nos experimentos indicam que o consumo da PSLH e de seus componentes ao aumentarem a translocação de GLUT-4 para a membrana plasmática, poderiam auxiliar no tratamento ou prevenção do diabetes do tipo II / Abstract: The milk whey proteins (WP) exhibit nutritional and functional properties which result in the modulation of the biochemical and physiological functions. Studies have shown that the WP, especially those in the hydrolyzed form (WPH),has the capacity to increase muscle glycogen levels. Considering that glucose uptake by the skeletal muscle cell is directly related to the activity of the glucose transporter proteins, the present study proposed to carry out two experiments to determine the effects of WP and WPH and of some of their hydrolysis products on the glucose transporters in rat muscles. The objective of experiment 1 was to verify if the consumption of WP and WPH are able to modulate the concentration of the glucose transporters GLUT-1 and GLUT-4 in the plasma membrane (PM) of muscle cells in sedentary and exercised animals. Forty-eight male Wistar rats were used, divided into sedentary and exercised groups, each of which was sub-divided into three sub-groups according to the diet, giving a total of 6 groups (n=8 per group). The animals were maintained for 9 days on experimental diets based on AIN-93G with the following protein sources: casein (CAS) used as the control, whey protein (WP) and whey protein hydrolysate (WPH). The exercised animals were submitted to a single exercise session for 60 min at 15m/min one day prior to euthanasia. After the experimental period, the animals were euthanized, and the muscle glucose transporters GLUT-1 and GLUT-4 analyzed by western blot. In addition, glycogen, free plasma amino acids, insulin and the biochemical health indicators were analyzed by standard techniques. The consumption of WPH significantly increased the concentrations of GLUT-4 in the PM and of glycogen, whereas GLUT-1, insulin and the health indicators remained unaltered. Based on evidence from experiment 1 that the consumption of WPH raised the muscle glycogen reserves and also the concentration of the glucose transporter GLUT-4 in the plasma membrane, the second experiment was designed to identify which WPH components could modulate translocation of the glucose transporter GLUT-4 to the PM in the skeletal muscle of the animals. Forty-nine male Wistar rats were used, divided into 7 groups (n=7), who were orally fed 30% glucose solutions plus 0.55 g/kg of body weight of the following WPH components: a) glucose (control); b) WPH; c) L-isoleucine; d) L-leucine; e) L-leucine plus L-isoleucine (50:50 mixture of both amino acids); f) L-isoleucyl-L-leucine peptide or g) L-leucyl-L-isoleucine peptide. After receiving the solutions, the animals were euthanized and the GLUT-4 determined by western blot. Glycogen, glycemia, insulin, free plasma and muscle amino acids, and the biochemical health indicators were also analyzed by classical methods. Of the WPH components tested, the peptide L-leucyl-L-isoleucine and the amino acid L-isoleucine were shown to be more efficient in translocating GLUT-4 to the PM, favoring the capture of glucose by the skeletal muscle. The results obtained from these experiments indicated that the consumption of WPH and its components increased GLUT-4 translocation to the plasma membrane, and could aid in the treatment and prevention of type ll diabetes / Doutorado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Doutora em Alimentos e Nutrição

Orientador: Jose Barreto Campello Carvalheira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:56:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_MariaCarolinaSantos_D.pdf: 2658779 bytes, checksum: 153ed5344815e7e59a41c04c4a965670 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A proteína mTOR é um proteína reguladora chave de vários processos celulares, dentre eles proliferação, crescimento e sobrevivência celular. Fatores de crescimento, oxigênio, status energético e a presença de aminoácidos são fundamentais para que todos esses processos ocorram normalmente. Descobertas realizadas nas últimas décadas mostraram que a via da mTOR encontra-se ativada em vários processos celulares, incluindo formação tumoral e angiogênese. A leucina é um aminoácido de cadeia ramificada que tem o maior potencial em ativar a via da mTOR. Devido sua capacidade de promover a síntese proteica e ganho de massa muscular, seu uso é constantemente estimulado em pacientes com câncer. No entanto, seus efeitos no crescimento tumoral não está claro. Dessa forma, realizamos um estudo cujo objetivo principal foi investigar os efeitos da dieta suplementada com leucina na modulação do crescimento tumoral em diferentes linhagens de células tumorais que se diferenciem em relação à ativação constitutiva da via IRS1/Akt/mTOR. Estudos in vivo e in vitro realizados demonstraram que as células que se diferenciam em relação à ativação da via IRS1/AKT/mTOR respondem de maneira distinta à suplementação com leucina. Linhagens de células tumorais que possuem a via da mTOR constitutivamente ativada, PC-3 e MCF-7, quando suplementadas com doses elevadas de leucina in vitro reduziram a proliferação celular e causaram retenção das células na fase G1 do ciclo celular. Já o xenoenxerto tumoral da PC-3 reduziu sua proliferação e aumentou a morte celular quando os animais foram suplementados com leucina na dieta. Nós também observamos aumento da atividade da mTOR e da p70S6K em todas as linhagens celulares quando suplementadas com leucina. O aumento da atividade da proteína mTOR foi acompanhado de redução na fosforilação de AKTser473 nas células que possuíam a via da PI3K hiperativada (PC-3 e MCF-7). Esse fato pode estar ocorrendo devido a ativação das alças de contraregulação ocasionadas pela estimulação excessiva provocada pela suplementação com leucina, naquelas linhagens celulares que já possuem a via hiperativada. Fato este comprovado pelo aumento da fosforilação em serina 307 da proteína IRS1. Dessa forma, nossos resultados sugerem que a ativação da via da mTOR é central para determinar a sensibilidade de tumores à dieta suplementada com leucina, podendo modular o desenvolvimento tumoral naquelas células que já possuem a via IRS1/AKT/mTOR constitutivamente ativada. O mecanismo pelo qual a leucina pode retardar o desenvolvimento tumoral em células que possuem a via da mTOR hiperativada parece estar relacionado com o eixo de regulação negativa p70S6K-PI3K, com consequente redução da fosforilação de AKT e liberação das vias apoptóticas nos tecidos tumorais / Abstract: mTOR is a key regulatory protein in various cellular processes including proliferation, cell growth and survival. Growth factors, oxygen, energy status and amino acids are all essential to these processes. New findings in the last few decades have shown that the mTOR pathway is activated in many cellular processes, including tumorigenesis and angiogenesis. The branched chain amino acid leucine has the greatest potential to activate the mTOR pathway. Due to its ability to promote protein synthesis and muscle mass gain, use of leucine is frequently utilized in patients with cancer. However, the effect of leucine on tumor growth is not clear. The aim of this study is therefore to investigate the effect of diet-supplemented leucine on the modulation of tumor growth in several tumor cell lines that differ in the constitutive activation status of the insulin receptor substrate 1 (IRS1)/AKT/mTOR pathway. Both in vitro and in vivo experiments demonstrated different cell proliferation responses when cells were exposed to high doses of leucine. Tumor cell lines PC-3 and MCF-7, which have a constitutively activated mTOR signaling, displayed reduced cell proliferation and G1 phase cell cycle arrest when supplemented with high doses of leucine in vitro. Likewise, leucine-supplemented PC-3 cell tumor xenografts displayed reduced proliferation and increased cell death. We also observed increased activity of mTOR and its downstream substrate p70S6K in all cell lines supplemented with leucine. Increased mTOR activity was accompanied by a reduction in AKT serine 473 (ser473) phosphorylation in cell lines with a hyperactivated PI3K pathway (PC-3 and MCF-7). This most likely occurred because leucine supplementation further increased mTOR and p70S6K activity, triggering the inhibitory p70S6K/IRS1 axis. In fact, we found increased IRS1 ser307 phosphorylation in hyperactivated cell lines (PC-3 and MCF-7) supplemented with high doses of leucine. Therefore, our results suggest that mTOR pathway activation is central to determining the sensitivity of tumors to leucine supplementation. Furthermore, this could affect the response to leucine-supplemented therapies of those tumors in which the PI3K pathway is constitutively activated. The mechanism for this appears to be related to the negative p70S6K/IRS1 regulation axis, with consequent reduction of AKT phosphorylation and the release of apoptotic pathways in tumor tissues / Doutorado / Fisiopatologia Médica / Doutora em Ciências

Orientador: Jaime Amaya-Farfán / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_CarolinaSoaresde_M.pdf: 1533232 bytes, checksum: 1141b4840c5a0f9342072967abfece65 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As heat shock proteins (HSPs), ou proteínas do estresse, correspondem a um importante sistema de defesa celular que é capaz de proteger e reparar danos causados ao organismo, conferindo à célula maior tolerância e resistência contra situações de alteração na homeostase, sendo também consideradas como um sistema antioxidante complementar. A glutamina é conhecida pelo seu potencial em promover o aumento na HSP70 contra diversas situações agressoras. As proteínas do soro do leite (PSL) contêm concentrações elevadas de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs), sendo estes substratos para a síntese de glutamina, por meio da enzima glutamina sintetase. Objetivo: o objetivo deste trabalho foi observar a influência do consumo das proteínas do soro do leite (PSL), na forma concentrada (PSLC) e hidrolisada (PSLH), na concentração da HSP70 em ratos exercitados em esteira rolante. Metodologia: foram utilizados 48 ratos Wistar machos (290g ± 8g) divididos primeiramente pelo regime de atividade física em sedentários (S) e exercitados (E), e cada um desses, subdividido em outros três grupos, segundo a dieta. As dietas foram baseadas na AIN93-G, com substituição da fonte protéica da seguinte forma: PSLC, PSLH e caseína (CAS), como controle. O período em dieta experimental foi de 3 semanas, e os animais exercitados foram submetidos a 5 sessões de exercício a 22m/min durante 30 minutos como fonte de estresse térmico, na última semana de vida. Resultados: os resultados revelaram que o consumo da PSLH no grupo exercitado promoveu o aumento da HSP70 em pulmão, e nos músculos sóleo e gastrocnêmio. O consumo da PSLH aumentou os níveis de glutamato, isoleucina e leucina livres no plasma dos animais sedentários. Quando exercitado, o grupo PLSH teve redução no glutamato, leucina e valina (substratos envolvidos na síntese de glutamina) plasmáticos e aumento da enzima glutamina sintetase (GS) no sóleo, sugerindo o provável uso desses aminoácidos para proporcionar o aumento na HSP70. Em adição à elevação da GS, houve também aumento concomitante da concentração de corticosterona no grupo PSLH exercitado, sugerindo a influência do hormônio na enzima. Em relação ao possível dano oxidativo, avaliado pela geração de proteínas carboniladas, os grupos que consumiram PSLC e PSLH reduziram seus valores no plasma e, somente a PSLH, no gastrocnêmio. Houve preservação das proteínas totais e albumina nos grupos PSLC, PSLH exercitados. O ácido úrico aumentou no grupo PSLH exercitado, enquanto que a creatinina aumentou na PSLC, independente do exercício. A glicose foi reduzida nos animais sedentários que consumiram PSLH, porém as variações dos parâmetros sempre permaneceram dentro da normalidade. Nenhum efeito adverso ao consumo das diferentes fontes protéicas foi observado no rim ou no fígado, oriundo da mensuração das enzimas AST, ALT e o metabólito ureia respectivamente. Conclusão: os resultados indicam que o consumo da PSLH pode potencializar a resposta da HSP70, sugerindo aumento na proteção endógena e antioxidante, e que a PSLH possa ser mais estresse-responsiva em ratos submetidos ao exercício / Abstract: The heat shock proteins (HSPs), or stress proteins, correspond to an important cell defense system, whose function is to protect and repair injuries caused to the body, conferring the cell greater tolerance and resistance against altered homeostasis states, and for this reason they have been considered as a complementary antioxidant system. Glutamine in turn has been found to promote the increase of HSPs associated to various situations of stress. The milk whey proteins contain elevated concentrations of branched-chain amino acids (BCAAs), which can participate in the synthesis of glutamine via glutamine synthetase. Objective: the objective of this work was to assess the influence of the intake of the whey proteins either in the form of a concentrate (WPC) or a hydrolyzate (WPH) in enhancing the concentration of HSP70 in rats exercised in the treadmill. Methods: Forty-eight male Wistar rats (290 ± 8g) were divided, first, into two categories according to the level of physical activity: sedentary (S) and exercised (E), and each one subdivided into three groups according to the source of protein in the diet. The diets were based on the standard AIN93-G, formulated containing either WPC, WPH or casein (CAS), as the sole source of protein. The animals consumed the experimental diets for three weeks and those belonging to the exercised group were submitted to training 5 sessions on the last week of life. Results: the results showed that consumption of the WPH promoted the increase of HSP70 in lung, soleus and gastrocnemius in the exercised animals. Increases in plasma free glutamate, isoleucine and leucine of the sedentary rats were also observed. When exercised, the WPH group exhibited a reduction in the plasma levels of glutamate, leucine and valine (all involved in the synthesis of glutamine), plus an increase in the enzyme glutamine synthetase (GS) in the soleus muscle, thus suggesting a probable utilization of this amino acids, as a substrate, in the increase of HSP70. Considering that there was also an elevation of the corticosterone levels in the exercised cohorts that consumed the WPH, the concomitant increase of GS, suggested that the hormone exerted an influence on the enzyme. With regard to a possible oxidative damage, as assessed by the presence of carbonyls proteins, the group that consumed both of the whey proteins (WPC, WPH) exhibited lower plasma levels, but only the WPH reduced the levels in the gastrocnemius. Both total plasma proteins and albumin were preserved in the exercised animals. Uric acid was found to increase in the WPH exercised group, while creatinine increased in the WPC group, regardless of the exercise. Plasma glucose levels were also lowered in the sedentary animals that consumed the WPH diet, but at no time, did the increased or decreased levels of these parameters extrapolated normality. Additionally, from the AST, ALT and urea data, no adverse effects on either liver or kidney could be detected with the intake of the different proteins sources. Conclusion: from these results, it can be concluded that consumption of the WPH, in contrast to WPC or CAS, can enhance the HSP70 response suggesting a magnified endogenous and antioxidant protection, and that the hydrolyzed whey protein can be more stress-responsive / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição