INTRODUÇÃO: Capítulo 1. A Insuficiência Cardíaca (IC) é acompanhada de uma hiperativação simpática e do sistema renina-angiotensina (SRA). As ações deletérias do SRA são atribuídas à Angiotensina II (AngII), mas a Angiotensina-(1- 7) (Ang-(1-7)), um metabólito da AngII, demonstra efeitos cardiovasculares benéficos, contrários aos da AngII. O conceito tradicional é de que as concentrações sistêmicas mediam as respostas do SRA, mas evidências emergem acerca da importância funcional do SRA local. Nesse estudo, estudou-se o SRA circulante e muscular esquelético na IC, testando-se a hipótese de que as alterações seriam diferentes nesses dois territórios, e que o treinamento físico corrigiria essas alterações. Capítulo 2. A IC é uma síndrome sistêmica, onde fatores neuroendócrinos, como a AngII, podem levar a alterações periféricas. Na musculatura esquelética, a hiperatividade do sistema ubiquitina-proteassoma (SUP) é um dos elementos que compõem um quadro de miopatia, aumentando o catabolismo muscular em direção à atrofia, e contribuindo com o agravamento da síndrome. O treinamento físico normaliza o SUP e reduz as concentrações plasmáticas de AngII na IC. Dessa forma, testamos a hipótese de que a redução do SUP mediada pelo treinamento físico na IC depende da queda das concentrações plasmáticas de AngII. MÉTODOS: Capítulo 1. Ratos Wistar, machos, foram induzidos à IC por ligadura da artéria coronária descendente anterior, ou cirurgia fictícia (Sham, SH). Os animais foram divididos em grupos mantidos sedentários, SD (SHSD, n=10 e ICSD, n=12) ou submetidos ao treinamento físico, TR (SHTR, n=10, ICTR, n=12). O treinamento físico foi realizado em esteira, a 60% do consumo máximo de oxigênio, 5 dias por semana durante 8 semanas, quando foram sacrificados para coleta de sangue e músculos (sóleo e plantar). As angiotensinas circulantes e musculares foram dosadas por HPLC. A atividade sérica e muscular da ECA e da ECA2 por fluorimetria. Os receptores AT1 e AT2 foram analisados por expressão gênica (RT-PCR) e proteica (Western Blot), e o receptor Mas por expressão gênica. Capítulo 2. Ratos Wistar, machos, foram induzidos à IC por ligadura da artéria coronária descendente anterior, ou cirurgia fictícia (Sham). Após 4 semanas, os animais Sham (n=10) constituíram um grupo sedentário saudável (SHSD) e os animais com IC (n=30) foram igualmente alocados em 3 grupos: um mantido sedentário (ICSD), um treinado (ICTR) e um treinado com as concentrações plasmáticas de AngII nos mesmos níveis dos animais do grupo ICSD (ICTRAII), mantidas através de minipump osmótica. O treinamento físico foi realizado em esteira, a 60% do consumo máximo de oxigênio, 5 dias por semana durante 8 semanas, quando foram sacrificados para coleta de sangue e músculos (sóleo e plantar). As angiotensinas circulantes e musculares foram dosadas por HPLC. A expressão gênica das enzimas ligases E3?, MuRF e Atrogin foi realizada por RT-PCR. O receptor AT1, as proteínas ubiquitinadas e as proteínas carboniladas (Oxyblot) foram quantificadas por Western Blot. A atividade da porção 26S do proteassoma foi determinada por fluorimetria. RESULTADOS: Capítulo 1. Na circulação, a atividade da ECA2 estava reduzida na IC, e o treinamento físico reduziu a atividade da ECA e restaurou a atividade da ECA2 esses animais. A concentração de AngII reduziu nos grupos treinados, e a razão Ang-(1-7)/AngII aumentou no grupo ICTR. Nos músculos, não houve alteração em relação à atividade ou expressão proteica da ECA ou da ECA2, mas a concentração de AngII estava aumentada com a IC, e normalizou com o treinamento físico. A concentração de Ang-(1-7) aumentou no músculo plantar do grupo ICTR, e a razão Ang-(1-7)/AngII apresentou forte tendência de aumento no músculo sóleo dos animais treinados. No músculo sóleo, o AT1 estava aumentado nos animais com IC, e o treinamento físico normalizou a expressão gênica e proteica desse receptor, e também aumentou a expressão gênica do receptor Mas nos grupos treinados. No músculo plantar, normalizou a expressão gênica do receptor Mas, sem alterar o AT1. Não foram encontradas diferenças significativas na expressão do receptor AT2 nos músculos estudados. Capítulo 2. O treinamento físico promoveu uma melhora da capacidade de exercício em ambos os grupos treinados. A AngII aumentou nos músculos dos animais com IC, e o treinamento físico normalizou esses valores. Na circulação, como se esperava, a AngII diminuiu apenas no grupo ICTR. A expressão do receptor AT1 aumentou no músculo sóleo com a IC e normalizou com o treinamento físico, sem diferenças entre grupos no músculo plantar. Em relação à expressão gênica das E3 ligases e na quantidade de proteínas ubiquitinadas e carboniladas, não houve diferenças entre os grupos no músculo sóleo. Já no músculo plantar, a expressão do atrogin estava aumentada nos animais com IC, e o treinamento físico reduziu a expressão tanto da atrogin quanto da E3? e da MuRF. Essa melhora foi prejudicada com a infusão de AngII. Refletindo esse cenário, a quantidade de proteínas ubiquitinadas e carboniladas estavam aumentadas na IC e reduziram com o treinamento físico, e a infusão de AngII atenuou a redução das proteínas ubiquitinadas e aboliu a diminuição das oxidadas. A atividade do proteassoma aumentou em ambos os músculos de animais com IC, e o treinamento físico reduziu a atividade nos animais treinados, sendo significativamente menor no grupo ICTRAII. CONCLUSÕES: Capítulo 1. Em modelo de IC crônica, os níveis de AngII estão aumentados na musculatura esquelética, mas não na circulação. O treinamento físico reduz os níveis plasmáticos de AngII na circulação e normaliza nos músculos. Essa redução é acompanhada de um aumento dos níveis de Ang-(1-7) ou da melhora na razão Ang-(1-7)/AngII em ambos os territórios, indicando uma atenuação da hiperativação do SRA na IC com o treinamento físico. Capítulo 2. Em modelo isquêmico de IC crônica em ratos, há uma diferença no perfil do SUP no músculo sóleo e no músculo plantar. O treinamento físico reduz a atividade do SUP e, ao menos no músculo plantar, essa melhora parece ser dependente da redução dos níveis de AngII / INTRODUCTION: Chapter 1. Heart Failure (IC) is a syndrome accompanied by a sympathetic and renin-angiotensin system (RAS) hyperactivity. The deleterious actions of RAS are attributed to Angiotensin II (AngII), but Angiotensin-(1-7) (Ang-(1- 7)), a metabolite of AngII, shows benefic cardiovascular effects opposing to AngII. The traditional concept states that the systemic concentrations are responsible for RAS actions, although increasingly evidence emerge about the functional role of local RAS. The working hypothesis was that the RAS alterations, if any, would be different on this two territories of heart failure rats, and the exercise training should correct this alterations. Chapter 2. Heart failure is a systemic syndrome in which neuroendocrine factors, such as angiotensin II (AngII), can lead to peripheral damage. In skeletal muscle, the hyperactivity of ubiquitin-proteasome system (SUP) is one of the elements composing the myopathy framework, elevating the catabolism toward atrophy, and contributing to the worsening of the syndrome. Exercise training normalizes SUP and reduces plasmatic concentrations of AngII. On this way, we tested the hypothesis that exercise training-mediated SUP deactivation is dependent on plasma falls of AngII. METHODS: Chapter 1. Male Wistar rats underwent left coronary artery ligation or Sham (SH) operation. They were allocated in sedentary, SD (SHSD, n=10 and ICSD, n=12) or trained, TR (SHTR, n=10 and ICTR, n=12) groups. The exercise training consisted in treadmill running, at 60% of maximal oxygen uptake, 5 days per week, during 8 weeks, when they were killed for blood and skeletal muscle (soleus and plantaris) collection. Angiotensin\'s concentrations were determined by HPLC. ACE and ACE2 activity were accessed in serum and muscles by fluorimetry, and by protein expression (Western Blot) in the muscles. AT1 and AT2 receptors were quantified by protein and gene (RT-PCR) expression, and Mas receptor by gene expression. Chapter 2. Male Wistar rats underwent left coronary artery ligation or Sham operation. After 4 weeks, Sham operated rats (n=10) constituted a healthy, sedentary control group (SHSD), and the heart failure rats (n=30) were equally allocated into 3 groups: sedentary (ICSD), trained (ICTR) and trained with plasma AngII at the same level of sedentary, heart failure rats (ICTRAII), kept by an osmotic minipump. The exercise training consisted in treadmill running, at 55% of maximal oxygen uptake, 5 days per week, during 8 weeks, when they were killed for blood and skeletal muscle (soleus and plantaris) collection. AngII concentrations were determined by HPLC. Gene expression of E3?, MuRF e Atrogin were performed by PR-PCR. AT1 receptor, ubiquitinated and carbonylated (oxyblot) proteins were quantified by Western Blot. Proteasomal 26S activity were determined by fluorimetry. RESULTS: Chapter 1. Heart failure reduced circulating ACE2 activity, and exercise training reduced ACE and normalized ACE2 activity in this rats. AngII concentration reduced in both trained groups, increasing Ang-(1-7)/AngII ratio on ICTR group. The studied skeletal muscles did not change activity or protein expression of ACE and ACE2, although the AngII, which was increased with heart failure, has normalized with exercise training. Absolute Ang-(1-7) concentration increased in plantaris muscle, and a strong tendency of significant increase was shown in soleus muscle of trained rats. Also in the soleus, AT1 receptor raised with heart failure, and the exercise training normalized the gene as well as protein expression of this receptor, also increasing gene expression of Mas receptor of trained groups. In plantaris muscle, exercise normalized Mas receptor in ICTR, without influencing AT1 receptor. No significant changes among groups were found in relation to AT2 receptor of the studied muscles. Chapter 2. Exercise training promoted an improvement of exercise capacity in trained groups. AngII raised in skeletal muscle of rats with heart failure, and exercise training normalized this. Circulating AngII, as expected, reduced only in ICTR group. AT1 receptor expression increased in soleus muscle of heart failure, and normalized after exercise in trained rats, without any difference among groups in plantaris muscle. Regarding E3 ligases gene expression and quantity of ubiquitinated and carbonylated proteins, there were no differences among groups in soleus muscle. Nevertheless, in plantaris muscle, atrogin expression was increased in heart failure rats, and exercise training reduced atrogin, as well as E3alpha and MuRF expression. These improvements were impaired by AngII infusion. Mirroring this scenario, the amount of ubiquitinated and carbonylated proteins increased with heart failure and reduced with exercise training, but AngII infusion lessen the reduction of ubiquitinated proteins and completely blunted the effects of exercise on carbonylated proteins. Proteasome 26S activity was increased in both muscles of heart failure rats, and exercise avoided this increase in trained rats, being significantly reduced in ICTRAII. CONCLUSIONS: Chapter 1. In a model of chronic heart failure rats, AngII levels are increased in skeletal muscle, but not in the circulation. The exercise training reduces plasma and normalizes skeletal muscle concentration of AngII. This reduction is accompanied by an increase Ang-(1-7) levels, or improvements of Ang-(1-7)/AngII ratio in both systemic and local territories, indicating an attenuation of RAS hyperactivity with exercise training in heart failure rats. Chapter 2. In a model of chronic heart failure rats, there is a difference on SUP activation profile in soleus and plantaris muscle. Exercise training reduces SUP activity and, in plantaris muscle, this amelioration seems to be, at least in part, dependent of a reduction in AngII levels

INTRODUÇÃO: Capítulo 1. A Insuficiência Cardíaca (IC) é acompanhada de uma hiperativação simpática e do sistema renina-angiotensina (SRA). As ações deletérias do SRA são atribuídas à Angiotensina II (AngII), mas a Angiotensina-(1- 7) (Ang-(1-7)), um metabólito da AngII, demonstra efeitos cardiovasculares benéficos, contrários aos da AngII. O conceito tradicional é de que as concentrações sistêmicas mediam as respostas do SRA, mas evidências emergem acerca da importância funcional do SRA local. Nesse estudo, estudou-se o SRA circulante e muscular esquelético na IC, testando-se a hipótese de que as alterações seriam diferentes nesses dois territórios, e que o treinamento físico corrigiria essas alterações. Capítulo 2. A IC é uma síndrome sistêmica, onde fatores neuroendócrinos, como a AngII, podem levar a alterações periféricas. Na musculatura esquelética, a hiperatividade do sistema ubiquitina-proteassoma (SUP) é um dos elementos que compõem um quadro de miopatia, aumentando o catabolismo muscular em direção à atrofia, e contribuindo com o agravamento da síndrome. O treinamento físico normaliza o SUP e reduz as concentrações plasmáticas de AngII na IC. Dessa forma, testamos a hipótese de que a redução do SUP mediada pelo treinamento físico na IC depende da queda das concentrações plasmáticas de AngII. MÉTODOS: Capítulo 1. Ratos Wistar, machos, foram induzidos à IC por ligadura da artéria coronária descendente anterior, ou cirurgia fictícia (Sham, SH). Os animais foram divididos em grupos mantidos sedentários, SD (SHSD, n=10 e ICSD, n=12) ou submetidos ao treinamento físico, TR (SHTR, n=10, ICTR, n=12). O treinamento físico foi realizado em esteira, a 60% do consumo máximo de oxigênio, 5 dias por semana durante 8 semanas, quando foram sacrificados para coleta de sangue e músculos (sóleo e plantar). As angiotensinas circulantes e musculares foram dosadas por HPLC. A atividade sérica e muscular da ECA e da ECA2 por fluorimetria. Os receptores AT1 e AT2 foram analisados por expressão gênica (RT-PCR) e proteica (Western Blot), e o receptor Mas por expressão gênica. Capítulo 2. Ratos Wistar, machos, foram induzidos à IC por ligadura da artéria coronária descendente anterior, ou cirurgia fictícia (Sham). Após 4 semanas, os animais Sham (n=10) constituíram um grupo sedentário saudável (SHSD) e os animais com IC (n=30) foram igualmente alocados em 3 grupos: um mantido sedentário (ICSD), um treinado (ICTR) e um treinado com as concentrações plasmáticas de AngII nos mesmos níveis dos animais do grupo ICSD (ICTRAII), mantidas através de minipump osmótica. O treinamento físico foi realizado em esteira, a 60% do consumo máximo de oxigênio, 5 dias por semana durante 8 semanas, quando foram sacrificados para coleta de sangue e músculos (sóleo e plantar). As angiotensinas circulantes e musculares foram dosadas por HPLC. A expressão gênica das enzimas ligases E3?, MuRF e Atrogin foi realizada por RT-PCR. O receptor AT1, as proteínas ubiquitinadas e as proteínas carboniladas (Oxyblot) foram quantificadas por Western Blot. A atividade da porção 26S do proteassoma foi determinada por fluorimetria. RESULTADOS: Capítulo 1. Na circulação, a atividade da ECA2 estava reduzida na IC, e o treinamento físico reduziu a atividade da ECA e restaurou a atividade da ECA2 esses animais. A concentração de AngII reduziu nos grupos treinados, e a razão Ang-(1-7)/AngII aumentou no grupo ICTR. Nos músculos, não houve alteração em relação à atividade ou expressão proteica da ECA ou da ECA2, mas a concentração de AngII estava aumentada com a IC, e normalizou com o treinamento físico. A concentração de Ang-(1-7) aumentou no músculo plantar do grupo ICTR, e a razão Ang-(1-7)/AngII apresentou forte tendência de aumento no músculo sóleo dos animais treinados. No músculo sóleo, o AT1 estava aumentado nos animais com IC, e o treinamento físico normalizou a expressão gênica e proteica desse receptor, e também aumentou a expressão gênica do receptor Mas nos grupos treinados. No músculo plantar, normalizou a expressão gênica do receptor Mas, sem alterar o AT1. Não foram encontradas diferenças significativas na expressão do receptor AT2 nos músculos estudados. Capítulo 2. O treinamento físico promoveu uma melhora da capacidade de exercício em ambos os grupos treinados. A AngII aumentou nos músculos dos animais com IC, e o treinamento físico normalizou esses valores. Na circulação, como se esperava, a AngII diminuiu apenas no grupo ICTR. A expressão do receptor AT1 aumentou no músculo sóleo com a IC e normalizou com o treinamento físico, sem diferenças entre grupos no músculo plantar. Em relação à expressão gênica das E3 ligases e na quantidade de proteínas ubiquitinadas e carboniladas, não houve diferenças entre os grupos no músculo sóleo. Já no músculo plantar, a expressão do atrogin estava aumentada nos animais com IC, e o treinamento físico reduziu a expressão tanto da atrogin quanto da E3? e da MuRF. Essa melhora foi prejudicada com a infusão de AngII. Refletindo esse cenário, a quantidade de proteínas ubiquitinadas e carboniladas estavam aumentadas na IC e reduziram com o treinamento físico, e a infusão de AngII atenuou a redução das proteínas ubiquitinadas e aboliu a diminuição das oxidadas. A atividade do proteassoma aumentou em ambos os músculos de animais com IC, e o treinamento físico reduziu a atividade nos animais treinados, sendo significativamente menor no grupo ICTRAII. CONCLUSÕES: Capítulo 1. Em modelo de IC crônica, os níveis de AngII estão aumentados na musculatura esquelética, mas não na circulação. O treinamento físico reduz os níveis plasmáticos de AngII na circulação e normaliza nos músculos. Essa redução é acompanhada de um aumento dos níveis de Ang-(1-7) ou da melhora na razão Ang-(1-7)/AngII em ambos os territórios, indicando uma atenuação da hiperativação do SRA na IC com o treinamento físico. Capítulo 2. Em modelo isquêmico de IC crônica em ratos, há uma diferença no perfil do SUP no músculo sóleo e no músculo plantar. O treinamento físico reduz a atividade do SUP e, ao menos no músculo plantar, essa melhora parece ser dependente da redução dos níveis de AngII / INTRODUCTION: Chapter 1. Heart Failure (IC) is a syndrome accompanied by a sympathetic and renin-angiotensin system (RAS) hyperactivity. The deleterious actions of RAS are attributed to Angiotensin II (AngII), but Angiotensin-(1-7) (Ang-(1- 7)), a metabolite of AngII, shows benefic cardiovascular effects opposing to AngII. The traditional concept states that the systemic concentrations are responsible for RAS actions, although increasingly evidence emerge about the functional role of local RAS. The working hypothesis was that the RAS alterations, if any, would be different on this two territories of heart failure rats, and the exercise training should correct this alterations. Chapter 2. Heart failure is a systemic syndrome in which neuroendocrine factors, such as angiotensin II (AngII), can lead to peripheral damage. In skeletal muscle, the hyperactivity of ubiquitin-proteasome system (SUP) is one of the elements composing the myopathy framework, elevating the catabolism toward atrophy, and contributing to the worsening of the syndrome. Exercise training normalizes SUP and reduces plasmatic concentrations of AngII. On this way, we tested the hypothesis that exercise training-mediated SUP deactivation is dependent on plasma falls of AngII. METHODS: Chapter 1. Male Wistar rats underwent left coronary artery ligation or Sham (SH) operation. They were allocated in sedentary, SD (SHSD, n=10 and ICSD, n=12) or trained, TR (SHTR, n=10 and ICTR, n=12) groups. The exercise training consisted in treadmill running, at 60% of maximal oxygen uptake, 5 days per week, during 8 weeks, when they were killed for blood and skeletal muscle (soleus and plantaris) collection. Angiotensin\'s concentrations were determined by HPLC. ACE and ACE2 activity were accessed in serum and muscles by fluorimetry, and by protein expression (Western Blot) in the muscles. AT1 and AT2 receptors were quantified by protein and gene (RT-PCR) expression, and Mas receptor by gene expression. Chapter 2. Male Wistar rats underwent left coronary artery ligation or Sham operation. After 4 weeks, Sham operated rats (n=10) constituted a healthy, sedentary control group (SHSD), and the heart failure rats (n=30) were equally allocated into 3 groups: sedentary (ICSD), trained (ICTR) and trained with plasma AngII at the same level of sedentary, heart failure rats (ICTRAII), kept by an osmotic minipump. The exercise training consisted in treadmill running, at 55% of maximal oxygen uptake, 5 days per week, during 8 weeks, when they were killed for blood and skeletal muscle (soleus and plantaris) collection. AngII concentrations were determined by HPLC. Gene expression of E3?, MuRF e Atrogin were performed by PR-PCR. AT1 receptor, ubiquitinated and carbonylated (oxyblot) proteins were quantified by Western Blot. Proteasomal 26S activity were determined by fluorimetry. RESULTS: Chapter 1. Heart failure reduced circulating ACE2 activity, and exercise training reduced ACE and normalized ACE2 activity in this rats. AngII concentration reduced in both trained groups, increasing Ang-(1-7)/AngII ratio on ICTR group. The studied skeletal muscles did not change activity or protein expression of ACE and ACE2, although the AngII, which was increased with heart failure, has normalized with exercise training. Absolute Ang-(1-7) concentration increased in plantaris muscle, and a strong tendency of significant increase was shown in soleus muscle of trained rats. Also in the soleus, AT1 receptor raised with heart failure, and the exercise training normalized the gene as well as protein expression of this receptor, also increasing gene expression of Mas receptor of trained groups. In plantaris muscle, exercise normalized Mas receptor in ICTR, without influencing AT1 receptor. No significant changes among groups were found in relation to AT2 receptor of the studied muscles. Chapter 2. Exercise training promoted an improvement of exercise capacity in trained groups. AngII raised in skeletal muscle of rats with heart failure, and exercise training normalized this. Circulating AngII, as expected, reduced only in ICTR group. AT1 receptor expression increased in soleus muscle of heart failure, and normalized after exercise in trained rats, without any difference among groups in plantaris muscle. Regarding E3 ligases gene expression and quantity of ubiquitinated and carbonylated proteins, there were no differences among groups in soleus muscle. Nevertheless, in plantaris muscle, atrogin expression was increased in heart failure rats, and exercise training reduced atrogin, as well as E3alpha and MuRF expression. These improvements were impaired by AngII infusion. Mirroring this scenario, the amount of ubiquitinated and carbonylated proteins increased with heart failure and reduced with exercise training, but AngII infusion lessen the reduction of ubiquitinated proteins and completely blunted the effects of exercise on carbonylated proteins. Proteasome 26S activity was increased in both muscles of heart failure rats, and exercise avoided this increase in trained rats, being significantly reduced in ICTRAII. CONCLUSIONS: Chapter 1. In a model of chronic heart failure rats, AngII levels are increased in skeletal muscle, but not in the circulation. The exercise training reduces plasma and normalizes skeletal muscle concentration of AngII. This reduction is accompanied by an increase Ang-(1-7) levels, or improvements of Ang-(1-7)/AngII ratio in both systemic and local territories, indicating an attenuation of RAS hyperactivity with exercise training in heart failure rats. Chapter 2. In a model of chronic heart failure rats, there is a difference on SUP activation profile in soleus and plantaris muscle. Exercise training reduces SUP activity and, in plantaris muscle, this amelioration seems to be, at least in part, dependent of a reduction in AngII levels

A miosite por corpos de inclusão (inclusion body myositis - IBM), na sua forma esporádica, é considerada a miopatia adquirida mais comum após os 50 anos de idade. Embora seja incluída no grupo das miopatias inflamatórias, estudos recentes mostram um processo particular de degeneração muscular caracterizado por deposição anormal de agregados de proteínas nas fibras musculares e funcionamento anormal dos principais sistemas de degradação proteica. O objetivo deste estudo foi o de avaliar os aspectos clínicos, histológicos e imunoistoquímicos de pacientes com IBM. Avaliamos 18 casos com diagnóstico de IBM de dois dos principais centros de doenças neuromusculares do Brasil (25 biópsias musculares). Na tentativa de diferenciar os casos de IBM das outras miopatias inflamatórias, determinamos o padrão de expressão tecidual da p-tau (p62), alfa-sinucleína e TDP-43. Também foi avaliada a função lisossomal através da reação da fosfatase ácida (marcação da atividade lisossomal global) e determinação da marcação para LC3B (marcador de autofagia). Foi observado que a IBM predominou no sexo masculino (61% dos casos), da cor branca, com início das manifestações clínicas ao redor dos 59 anos de idade e os sintomas mais frequentes foram fraqueza muscular, instabilidade postural com quedas da própria altura, disfagia e perda ponderal, podendo ainda apresentar dispneia. O diagnóstico demorou em média 7,4 anos após o início dos sintomas e frequentemente esteve associada às seguintes comorbidades: hipertensão arterial sistêmica, diabetes mellitus tipo 2, osteopenia / osteoporose, dislipidemia e hiperuricemia / gota. O padrão de comprometimento muscular na IBM foi caracterizado por tetraparesia de predomínio proximal em membros inferiores e distal em membros superiores. Os valores séricos da creatinofosfoquinase em pelo menos uma das medições foram elevados em todos os pacientes, porém sem ultrapassar 10 vezes o limite superior da normalidade. O uso de imunossupressão não se mostrou eficaz nos pacientes com IBM. Os achados histológicos na IBM incluíram alterações distróficas variáveis com a presença de inflamação endomisial, assim como a ocorrência de vacúolos marginados, além da elevada frequência de alterações mitocondriais. Outros achados histológicos musculares característicos na IBM foram o aumento da atividade lisossomal (aumento global da marcação para fosfatase ácida), a presença de marcação positiva para beta-amilóide (marcação intra-vacuolar pelo vermelho-Congo), o aumento na degradação muscular (relacionada com ativação de LC3B, p-tau, e p62/SQSTM1) e a degeneração muscular (marcação para anti-phospo TDP-43 e para ?-sinucleína). Tais alterações apresentaram alta sensibilidade e especificidade. Sugerimos que a redução do critério de idade do início dos sintomas de mais de 45 anos para mais de 35 anos aumentaria a sensibilidade diagnóstica para os casos com IBM deste estudo de 83% para 100%. Com este estudo, foi possível caracterizar clínica e histológicamente pacientes com IBM em nosso meio, e fornecer indícios do benefício do uso de marcadores de degeneração e autofagia para o diagnóstico e para a determinação de vias ou sistemas celulares envolvidos na patogênese da doença / Sporadic inclusion body myositis (sIBM) is considered the most common acquired myopathy affecting adults aged over 50 years. Although included in the group of inflammatory myopathies, recent studies show a particular process of muscle degeneration characterized by abnormal deposit of protein aggregates in muscle fibers and abnormal operation of the main protein degradation systems. The aim of this study was to evaluate the clinical, histological and immunohistochemical patients with IBM. We evaluated 18 cases with IBM diagnostic of two of the main centers of neuromuscular diseases in Brazil (25 muscle biopsies). In an attempt to differentiate the IBM cases of other inflammatory myopathies, we determined the pattern of tissue expression of p-tau (p62), alfa-synuclein and TDP-43. Also evaluated the lysosomal function by acid phosphatase reaction (marking global lysosomal activity) and determining the markup for LC3B (autophagy marker). It was observed that IBM was predominant in males (61% of cases), white colored, with onset of clinical manifestations around 59 years old and the most common symptoms are muscle weakness, postural instability with high falls, dysphagia and weight loss, and may also present dyspnea. The diagnosis took an average of 7.4 years after the onset of symptoms and was often associated with the following comorbidities: hypertension, type 2 diabetes mellitus, osteopenia / osteoporosis, dyslipidemia and hyperuricemia / gout. The muscular damage pattern at IBM was characterized by tetraparesis predominantly proximal lower limbs and distal upper limbs. Serum creatine kinase levels in at least one of the measurements were elevated in all patients, but not exceeding 10 times normal. Immunosuppression was not effective in patients with IBM. The IBM histological findings included diversify dystrophic changes, endomysial inflammation, as well as the occurrence of rimmed vacuoles, in addition to high frequency of mitochondrial changes. Other characteristic muscle histological findings in IBM were increased lysosomal activity (overall increase in labeling for acid phosphatase), the presence of positive staining for beta-amyloid (intra-vacuolar by Congo red marking), increased muscle degradation (related to activation of LC3B, p-tau and p62 / SQSTM1) and muscle degeneration (marking for anti-phospo TDP-43 and ?-synuclein). Such changes have a high sensitivity and specificity. which makes these important complementary analyzes for accurate pathological diagnosis. We suggest that lowering the age of the onset of symptoms of greater than 45 years to older than 35 years would increase the diagnostic sensitivity for cases with IBM this study from 83% to 100%. With this study, it was possible to characterize clinically and histologically the patients with IBM in our centers, and provide evidence of the benefit of using degeneration and autophagy markers for diagnosis and for determining pathways or cellular systems involved in the pathogenesis of the disease

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No. of bitstreams: 2 TESE_DOUTORADO_ANDRE_KRUG.pdf: 1523685 bytes, checksum: eaa1e414ce0fea68ddb7c3b618d037b6 (MD5) Carta_biblioteca_Andre.pdf: 2380256 bytes, checksum: d398258e7a2f5c73594cf8230b4b1957 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Synthetic glucocorticoids have potent anti-inflammatory and immunosuppressive action, though its chronic usage can trigger muscle atrophy. On the other hand the resistance training (RT) acts in opposition to atrophic situations, although its effects on muscle atrophy induced by treatment with dexamethasone (DEX) are poorly known.The purpose of this study was to determine how long RT is required to promote preventive effects in flexor halluces longus (FHL) muscle atrophy induced by dexamethasone (DEX). After maximal voluntary carrying capacity (MVCC), 100 rats were separated in sedentary (SED) or resistance trained for 10 (RT10), 40 (RT40), 70 (RT70) and 100 (RT100) days. Groups were divided as control (CTRL) or treated with DEX. RT was performed with 80% of maximal voluntary carrying capacity (MVCC). During the last 10 days, the animals either received DEX (0.5 mg/kg/day, i.p.) or vehicle (saline, same volume as DEX treatment, i.p.). The FHL muscle was removed, cleaned, weighed and stored for determining the cross-sectional area, proteassomal activity 26s, and total p70S6K, p-p70S6KThr389, MuRF1, REDD1 and GAPDH protein level. The results arepresented as mean ± SEM. The repeated measures two-way analysis of variance (ANOVA) were used for food intake and, for further analysis,it was used two-way ANOVA, both with Tukey post hoc test and significance levelset as α<0.05. DEX reduced FHL mass (-26%), but RT70 and RT100 DEX groups presented atrophy attenuation. DEX reduced proteasome activity in SED (-33%) and RT70 (-44%) DEX. RT70 CTRL had increased proteasome activity when compared with RT10 and RT40 CTRL (+48% and +51%, respectively) groups and RT100 CTRL had reduced activity (-56%). DEX reduced phospho-p70S6KThr389/total p70S6k ratio in SED DEX (-24%), but it was reverted in RT10 (+48%) and RT70 DEX(+70%). RT70 CTRL presented higher values of this ratio than SED, RT40 and RT100 CTRL groups. DEX increased REDD1 (+47%) protein level only in SED DEX. MuRF-1 protein level increased in SED(+50%), RT10 (+45%) and RT40 (+46%)DEX groups, but it was blocked in RT70 and RT100 DEX groups. In summary, we suggest that DEX-induced FHL muscle atrophy requires at least 70 days of RT to be attenuated and this response involves a complete blockade of MuRF-1 and REDD1 protein level increase and the blockade phospho-p70S6KThr389/total p70S6k ratio reduction. Also, 100 days of RT did not promote any additional effects. It is interesting to note that only 10 days of RT evoked improvements in the synthesis pathway, which suggest that some molecular adjustments are required in early stages of skeletal muscle mass maintenance. / Os glicocorticoides sintéticos possuem potente ação anti-inflamatória e imunossupressora, entretanto seu uso crônico pode desencadear atrofia muscular. Por outro lado o treinamento resistido (TR) contrapõe-se a situações atróficas, embora seus efeitos sobre a atrofia muscular induzida pelo tratamento com dexametasona (DEX) são pouco conhecidos.O presente trabalho teve como objetivo verificar qual é o momento em que o efeito preventivo do TR (80% do carregamento máximo) é mais efetivo sobre a redução peso corporal e atrofia muscular induzidas pelo tratamento com DEX. Separamos 100 ratos Wistar machos em 10 grupos: sedentário controle (SED CTRL); sedentário tratado com DEX (SED DEX); treinado controle 10, 40, 70 e 100 dias (TR10 CTRL, TR40 CTRL, TR70 CTRL e TR100 CTRL) e treinado tratado com DEX 10, 40, 70 e 100 dias (TR10 DEX, TR40 DEX, TR70 DEX e TR100 DEX). Utilizamos o TR em escada (80% TCM). Nos 10 últimos dias os animais receberam DEX (0,5 mg/kg por dia, i.p.) ou o mesmo volume de salina. O músculo flexor longo do hálux (FHL) foi removido, limpo, pesado e armazenado para determinação da área de secção transversa, atividade do proteassoma 26s, e produção proteica dep70S6K total, p-p70S6KThr389, MuRF1, REDD1 e GAPDH. Os resultados são apresentados como média±EPM. Foi utilizada aanálise de variância de dois caminhos (ANOVA) para medidas repetidas para ingestão alimentar e para as variáveis restantes foi utilizada a ANOVA de dois caminhos. Na presença de interação, foi utilizado o posthoc de Tukey,com significância de α<0,05. A DEX reduziu 26% a massa muscular do FHL, mas o grupo TR70 e TR100 DEX apresentaram essa atrofia atenuada. O tratamento com DEX reduziu a atividade do proteassoma nos grupos SED (-33%) e TR70 DEX (-44%). O grupo TR70 CTRL teve sua atividade do proteassoma aumentada em relação aos grupos TR10 e TR40 CTRL (+48% e +51%, respectivamente), além do mais, o grupo TR100 CTRL teve sua atividade reduzida (-56%). A DEX reduziu a razão p-p70S6KThr389/p70S6k total no grupo SED DEX (-24%), mas essa resposta foi revertida no grupo TR10 (+48%) e TR70 (+70%) DEX. O grupo TR70 CTRL apresentou valores superiores dessa razão em relação aos grupos SED, TR40 e TR100 CTRL. A DEX aumentou a produção proteica de REDD1 (+47%) somente no grupo SED DEX. A produção proteica de MuRF1 foi aumentada nos grupos SED (+50%), TR10 (+45%) e TR40 (+46%) DEX, mas essa resposta foi completamente bloqueada nos grupos TR70 TR100 DEX. Com base nos resultados do presente estudo, pode-se sugerir que a atrofia muscular induzida por DEX no músculo FHL necessita de pelo menos 70 dias de TR para ser atenuada e essa resposta parece envolver o completo bloqueio dos aumentos de MuRF1 e REDD1, somados ao bloqueio da redução da razão p-p70S6KThr389/p70S6k. Além disso, 100 dias de TR não provocaram nenhum efeito preventivo adicional. É interessante notar que o TR, mesmo realizado por curto período (10 dias), promove melhorias na via de síntese de proteínas, oque sugere que alguns ajustes moleculares são necessários em estágios iniciais da manutenção da massa muscular. / CAPES: 1452526

A miosite por corpos de inclusão (inclusion body myositis - IBM), na sua forma esporádica, é considerada a miopatia adquirida mais comum após os 50 anos de idade. Embora seja incluída no grupo das miopatias inflamatórias, estudos recentes mostram um processo particular de degeneração muscular caracterizado por deposição anormal de agregados de proteínas nas fibras musculares e funcionamento anormal dos principais sistemas de degradação proteica. O objetivo deste estudo foi o de avaliar os aspectos clínicos, histológicos e imunoistoquímicos de pacientes com IBM. Avaliamos 18 casos com diagnóstico de IBM de dois dos principais centros de doenças neuromusculares do Brasil (25 biópsias musculares). Na tentativa de diferenciar os casos de IBM das outras miopatias inflamatórias, determinamos o padrão de expressão tecidual da p-tau (p62), alfa-sinucleína e TDP-43. Também foi avaliada a função lisossomal através da reação da fosfatase ácida (marcação da atividade lisossomal global) e determinação da marcação para LC3B (marcador de autofagia). Foi observado que a IBM predominou no sexo masculino (61% dos casos), da cor branca, com início das manifestações clínicas ao redor dos 59 anos de idade e os sintomas mais frequentes foram fraqueza muscular, instabilidade postural com quedas da própria altura, disfagia e perda ponderal, podendo ainda apresentar dispneia. O diagnóstico demorou em média 7,4 anos após o início dos sintomas e frequentemente esteve associada às seguintes comorbidades: hipertensão arterial sistêmica, diabetes mellitus tipo 2, osteopenia / osteoporose, dislipidemia e hiperuricemia / gota. O padrão de comprometimento muscular na IBM foi caracterizado por tetraparesia de predomínio proximal em membros inferiores e distal em membros superiores. Os valores séricos da creatinofosfoquinase em pelo menos uma das medições foram elevados em todos os pacientes, porém sem ultrapassar 10 vezes o limite superior da normalidade. O uso de imunossupressão não se mostrou eficaz nos pacientes com IBM. Os achados histológicos na IBM incluíram alterações distróficas variáveis com a presença de inflamação endomisial, assim como a ocorrência de vacúolos marginados, além da elevada frequência de alterações mitocondriais. Outros achados histológicos musculares característicos na IBM foram o aumento da atividade lisossomal (aumento global da marcação para fosfatase ácida), a presença de marcação positiva para beta-amilóide (marcação intra-vacuolar pelo vermelho-Congo), o aumento na degradação muscular (relacionada com ativação de LC3B, p-tau, e p62/SQSTM1) e a degeneração muscular (marcação para anti-phospo TDP-43 e para ?-sinucleína). Tais alterações apresentaram alta sensibilidade e especificidade. Sugerimos que a redução do critério de idade do início dos sintomas de mais de 45 anos para mais de 35 anos aumentaria a sensibilidade diagnóstica para os casos com IBM deste estudo de 83% para 100%. Com este estudo, foi possível caracterizar clínica e histológicamente pacientes com IBM em nosso meio, e fornecer indícios do benefício do uso de marcadores de degeneração e autofagia para o diagnóstico e para a determinação de vias ou sistemas celulares envolvidos na patogênese da doença / Sporadic inclusion body myositis (sIBM) is considered the most common acquired myopathy affecting adults aged over 50 years. Although included in the group of inflammatory myopathies, recent studies show a particular process of muscle degeneration characterized by abnormal deposit of protein aggregates in muscle fibers and abnormal operation of the main protein degradation systems. The aim of this study was to evaluate the clinical, histological and immunohistochemical patients with IBM. We evaluated 18 cases with IBM diagnostic of two of the main centers of neuromuscular diseases in Brazil (25 muscle biopsies). In an attempt to differentiate the IBM cases of other inflammatory myopathies, we determined the pattern of tissue expression of p-tau (p62), alfa-synuclein and TDP-43. Also evaluated the lysosomal function by acid phosphatase reaction (marking global lysosomal activity) and determining the markup for LC3B (autophagy marker). It was observed that IBM was predominant in males (61% of cases), white colored, with onset of clinical manifestations around 59 years old and the most common symptoms are muscle weakness, postural instability with high falls, dysphagia and weight loss, and may also present dyspnea. The diagnosis took an average of 7.4 years after the onset of symptoms and was often associated with the following comorbidities: hypertension, type 2 diabetes mellitus, osteopenia / osteoporosis, dyslipidemia and hyperuricemia / gout. The muscular damage pattern at IBM was characterized by tetraparesis predominantly proximal lower limbs and distal upper limbs. Serum creatine kinase levels in at least one of the measurements were elevated in all patients, but not exceeding 10 times normal. Immunosuppression was not effective in patients with IBM. The IBM histological findings included diversify dystrophic changes, endomysial inflammation, as well as the occurrence of rimmed vacuoles, in addition to high frequency of mitochondrial changes. Other characteristic muscle histological findings in IBM were increased lysosomal activity (overall increase in labeling for acid phosphatase), the presence of positive staining for beta-amyloid (intra-vacuolar by Congo red marking), increased muscle degradation (related to activation of LC3B, p-tau and p62 / SQSTM1) and muscle degeneration (marking for anti-phospo TDP-43 and ?-synuclein). Such changes have a high sensitivity and specificity. which makes these important complementary analyzes for accurate pathological diagnosis. We suggest that lowering the age of the onset of symptoms of greater than 45 years to older than 35 years would increase the diagnostic sensitivity for cases with IBM this study from 83% to 100%. With this study, it was possible to characterize clinically and histologically the patients with IBM in our centers, and provide evidence of the benefit of using degeneration and autophagy markers for diagnosis and for determining pathways or cellular systems involved in the pathogenesis of the disease

Várias condições podem estar relacionadas com a atrofia muscular, tais como inatividade, envelhecimento, septicemia, diabetes, câncer e uso de glicocorticoides. Em tentativa prévia de prevenir tal condição catabólica secundário ao uso de glicocorticoide, através da suplementação de ômega-3 (N-3), observamos um agravamento da atrofia muscular, afetando mais tipos de fibras musculares, usualmente poupadas pelo glicocorticoide, fibras tipo 1 por exemplo. Entretanto, não foi possível determinar quais as propriedades dessa interação. Portanto, o objetivo deste estudo foi de avaliar a ação do Ômega-3 associada a dexametasona e de diferentes glicocorticoides em dose equipotente sobre o peso corporal; área de secção transversa muscular; perfil de ácidos graxos; expressão gênica de fatores de transcrição musculares e atrogenes (Atrogina 1 e MuRF-1); expressão proteica de componentes das vias do IGF-1/Akt/mTOR, Ras/Raf/MEK/ERK e Miostatina/Smad2/3; e expressão de receptores de glicocorticoides na musculatura esquelética de ratos. Metodologia: Ratos Wistar suplementados ou não com ômega-3 (100mg/kg/dia de EPA) por 40 dias receberam dexametasona (DX) subcutânea (2,5 e 1,25mg/kg/dia) nos últimos 10 dias de suplementação. Para estudo dos demais glicocorticoides, ratos sem suplementação receberam deflazacorte (DC), metilprednisolona (MP) em dose/volume equipotente ao de dexametasona (DC 10 e 20mg/kg/dia e MP6,7 e 13,3mg/kg/dia) por 10 dias. Constituindo 10 grupos: CT, N-3, DX1,25, DX2,5, DX1,25+N-3, DX2,5+N-3, MP6, MP13, DC10 e DC20. Através de estudo histológico, imuno-histoquímico, PCR em tempo real e Western blotting, foram avaliados a área transversa dos diferentes tipos de fibras musculares; a expressão de receptor de glicocorticoide na fibra muscular; a expressão gênica dos atrogenes e fatores de transcrição; expressão de proteínas das vias IGF-1, Miostatina e MEK/ERK. Resultados: A administração de N-3 influenciou a atrofia por DX causando maior atrofia em fibras do tipo 1 e 2A, aumento na expressão proteica de FoxO3a total, P-Smad3, LC3-II e gênica (mRNA) de REDD-1, Atrogina-1/MAFbx. De forma isolada o ômega-3 reduziu a expressão de P-FoxO3a, PGC1alfa, a quantidade de ácido araquidônico e a expressão de mRNA do IRS-1 com aumento na expressão de LC3-II. A comparação entre glicocorticoides mostrou que a MP (13mg/kg/dia) acarretou maior impacto no peso corporal e muscular; o DC (10mg/kg/dia) causou menor atrofia em fibras 2B em relação aos demais glicocorticoides. A DX causou maior impacto sobre o Akt total em comparação com os demais glicocorticoides, em P-Akt o grupo DX1,25 teve menor expressão em relação a outros glicocorticoides em dose equipotente. Todos os glicocorticoides afetaram a expressão de P-FOXO3a. Na expressão de ERK1/2 e P-ERK1/2, MP6 foi o grupo com maior prejuízo à fosforilação em relação aos demais em dose equipotente. Já na avaliação da via Miostatina/Smad2/3 os grupos MP 6, MP13 e DC20 mostraram maior expressão de Smad2/3 total e P-Smad3. A expressão gênica de REDD-1 e MYOD foi aumentada nos grupos MP6 e MP13 em relação aos demais grupos; REDD2 no grupo DC20 foi menor em relação ao grupo DX2,5. A expressão de Miostatina foi menor nos grupos DX2,5 e DC20, sendo o DC a droga com menor impacto sobre os atrogenes MuRF-1 e Atrogina-1. DX1,25 e DX2,5 causaram menor expressão de IRS-1 entre os grupos de glicocorticoides. Conclusões: Ômega-3 pode aumentar a atrofia muscular causada por DX em fibras 1 e 2A, possivelmente relacionado com aumento da expressão de FoxO3a, REDD-1 e Atrogina-1, diminuição na expressão de PGC1alfa e P-FoxO3a, nas quantidades de ácido araquidônico com aumento da atividade lisossomal. Comparando diferentes glicocorticoides, a MP tende a produzir maior impacto nos pesos corporal e muscular, o DC é menos prejudicial as fibras do tipo 2B, entretanto, afeta predominantemente fibras do tipo 1, da mesma forma que a DX na dosagem de 1,25mg/kg/dia. A DX tende a afetar mais a expressão de Akt total e fosforilado que os demais glicocorticoides. A MP afeta mais a via Ras/Raf/MEK/ERK e expressão de REDD-1 em relação aos demais glicocorticoides, e o DC e MP mostram maior expressão de Smad2/3 total e fosforilada em relação ao DX após 10 dias de administração / Several conditions may be related to muscle atrophy, such as inactivity, aging, septicemia, diabetes, cancer and use of glucocorticoids. In a previous attempt to prevent such glucocorticoid catabolic condition, through the supplementation of omega-3 (N-3), we observed a worsening of muscular atrophy, affecting more types of muscle fibers, usually spared by glucocorticoid, type 1 fibers for example. However, it was not possible to determine the properties of this interaction. Therefore, the objective of this study was to evaluate the action of omega-3 associated with dexamethasone and different glucocorticoids in equipotent dose on body weight; muscle cross-sectional area; fatty acid profile; gene expression of muscle transcription factors and atrogenes (Atrogin-1 and MuRF-1); protein expression of IGF-1/Akt/mTOR, Ras/Raf/MEK/ERK and Myostatin/Smad2/3 pathways components; and expression of glucocorticoid receptors in the skeletal musculature of rats. Methods: Wistar rats given orally or not with omega-3 (100mg/kg/day of EPA) for 40 days received subcutaneous dexamethasone (DX) (2.5 or 1.25mg/kg/day) during the last 10 days of supplementation. For the other glucocorticoids, rats without supplementation received deflazacorte (DC) or methylprednisolone (MP) in dose/volume equivalent to that of dexamethasone (DC 10 or 20mg/kg/day and MP6.7 or 13.3mg/kg/day) for 10 days. Comprising 10 groups: CT, N-3, DX1.25, DX2.5, DX1.25 + N-3, DX2.5 + N-3, MP6, MP13, DC10 and DC20. Through histological, immunohistochemical, real-time PCR and Western blotting, we evaluated the transverse area of the different muscle fibers; the expression of glucocorticoid receptor; the gene expression of atrogenes and transcription factors; protein expression of the IGF-1, Myostatin and MEK/ERK pathways. Results: N-3 administration influenced DEXA atrophy causing increased atrophy in type 1 and 2A fibers, increased protein expression of total FoxO3a, P-Smad3, LC3-II, and REDD-1 gene (mRNA), Atrogin-1/MAFbx isolated omega-3 reduced the expression of P-FoxO3a, PGC1alpha, the amount of arachidonic acid and the expression of IRS-1 mRNA with increased expression of LC3-II. The comparison between glucocorticoids showed that MP13 had a greater impact on body and muscle weight; the DC10 caused less atrophy in 2B fibers in relation to the other glucocorticoids. DX, caused greater impact on total Akt compared to the other glucocorticoids, in P-Akt the DX1,25 group had lower expression to other equipotent dose glucocorticoids. All glucocorticoids affect the expression of P-FOXO3a. In the of ERK1/2 and P-ERK1/2 protein expression, the MP6 was the group with the greatest damage to the phosphorylation in relation to the others in equipotent dose. In the evaluation of the Myostatin/Smad2/3 pathway MP 6, MP13 and DC20 showed higher expression of total Smad2/3 and P-Smad3. The gene expression of REDD-1 and MYOD was increased in the MP6 and MP13 groups compared to the other groups, REDD2 in the DC20 group was lower in relation to the DX2.5 group. Myostatin expression was lower in the DX2.5 and DC20 groups, with DC being the drug with less impact on atrogenes MuRF-1 and Atrogin-1. DX1.25 and DX2.5 caused lower IRS-1 expression among the glucocorticoid groups. Conclusions: Omega-3 may increase muscle atrophy caused by DX in fibers 1 and 2A, possibly related to increased expression of FoxO3a, REDD-1 and Atrogin-1, decreased expression of PGC1alpha and P-FoxO3a, in the amounts of acid arachidonic with increased lysosomal activity. Comparing different glucocorticoids, MP tends to produce a greater impact on body and muscular weights, DC is less harmful to type 2B fibers, however, it predominantly affects type 1 fibers, in the same way as DX in the dosage of 1.25mg/kg/day. DX tends to affect total and phosphorylated Akt expression more than other glucocorticoids. MP affects more the Ras/Raf/MEK/ERK pathway and REDD-1 expression in relation to the other glucocorticoids, and DC and MP show a higher expression of total and phosphorylated Smad2/3 compared to DX after 10 days of administration

Sialidose é uma doença neurossomática causada pela deficiência congênita da neuraminidase-1 (Neu1), enzima envolvida na regulação do catabolismo de sialoglicoconjugados nos lisossomos. Com o acúmulo de sialoglicoconjugados, ocorre comprometimento sistêmico e neurológico. Achados histológicos musculares incluem expansão da matriz extracelular (MEC) devido à proliferação anormal de fibroblastos, invasão das fibras musculares por componentes da MEC, fragmentação do citoplasma, formação vacuolar e atrofia das fibras musculares. Entretanto o mecanismo da atrofia muscular na deficiência de Neu1 não está completamente esclarecido, sendo o objetivo desse estudo. Desnervou-se o músculo gastrocnêmio direito de camundongos com deficiência de Neu1 (Neu1 -/-) e de controles Neu1 +/+. Os animais foram eutanasiados 0, 3, 7, 14 e 21 dias pós desnervação. Os músculos desnervados e contralaterais foram submetidos às seguintes análises: 1) histologia geral e medida da área transversa das fibras; 2) autofagia, através da avaliação da presença de vacúolos autofágicos por estudo ultraestrutural e da análise da expressão da proteína LC3; 3) ativação do sistema lisossomal, por reação de fosfatase ácida e análise da expressão proteica de catepsina L e lamp1; 4) deposição de colágeno e infiltração de tecido conjuntivo no tecido muscular; 5) níveis das proteínas Akt e GSK3b; 6) expressão dos atrogenes MuRF1 e Atrogina-1; 7) níveis da proteína MyoD, relacionada à diferenciação muscular; e 8) expressão dos genes Neu1, Neu2, Neu3 e Neu4. Os animais Neu1-/- apresentaram menor peso corporal e muscular compararando-se com animais Neu1 +/+. Houve redução progressiva da área das fibras dos músculos desnervados em relação aos músculos contralaterais. Os animais Neu1-/- apresentaram atrofia muscular basal, com aumento acentuado dos espaços endomisiais e perimisiais. Ocorreu formação de vacúolos autofágicos a partir de 14 dias de desnervação tanto em animais Neu1+/+ quanto em Neu1-/-. Os níveis de expressão proteica de catepsina L e de lamp1 aumentaram a partir de 14 dias de desnervação, mais notadamente em músculos desnervados de camundongos Neu1-/-. A expressão proteica de colágeno III mostrou-se aumentada em animais Neu1-/-, principalmente após desnervação. A expressão proteica da forma fosforilada do Akt (forma ativada) diminuiu após 21 dias de desnervação principalmente em músculos desnervados de animais Neu1+/+. Os níveis de PGSK3 b, forma inativa de GSK3b, diminuíram após a desnervação, em animais Neu1+/+ e animais Neu1-/-. Houve aumento na expressão gênica de Atrogina-1 e MuRF1 após 3 e 7 dias de desnervação, respectivamente; a expressão gênica de Atrogina-1 nos camundongos Neu1-/- teve um aumento atrasado, mostrando diferença significante após 7 dias de desnervação. Não houve diferença significativa entre níveis proteicos de MyoD. A expressão gênica de Neu1 mostrou-se elevada em músculos desnervados de animais Neu1+/+. Conclui-se, portanto, que a Neu1 parece atuar na regulação da massa muscular principalmente controlando o processo de ativação do sistema lisossomal, porém aparentemente sem afetar a autofagia / Sialidosis, a severe neurosomatic disease, results from congenital neuraminidase-1 (Neu1) deficiency. This enzyme regulates the catabolism of sialoglycoconjugates in the lysosomes. Systemic and neurologic manifestations occur due to the sialoglycoconjugates accumulation. In the mouse model for Neu1 deficiency, the muscle histologic findings include extracellular matrix (ECM) expansion, due to abnormal fibroblast proliferation, muscle fibers invasion by ECM components, cytoplasm fragmentation, vacuolar formation and muscle atrophy. Nevertheless the mechanisms of muscle atrophy in Neu1 deficiency are not completely known. This study was designed to investigate Neu1 involvement in muscle atrophy process. Denervation of gastrocnemius muscle was performed by sectioning sciatic nerve from Neu1 deficient mice (Neu1 -/-) and from normal control Neu1 +/+; the animals were euthanized 0, 3, 7, 14 and 21 days after denervation. Denervated and control muscles were collected and submitted to several analysis: 1) histological; 2) autophagic vacuoles formation, performed by ultrastructural analysis and LC3 protein expression; 3) acid phosphatase reaction, lamp1 and cathepsin L protein expression, to analyze lysosomal activation; 4) collagen deposition and fibrous formation; 5) proteins involved with muscle trophism, Akt and GSK3b; 6) MuRF1 and Atrogin-1 gene expression; 7) MyoD protein expression; 8) Neu1, Neu2, Neu3 and Neu4 genes expression. Neu1 -/- mice presented decreased body and muscle weight comparing to Neu1 +/+ animals. Muscle fiber cross-sectional area was reduced in denervated muscles comparing to contralateral muscles. Neu1 -/- mice muscles presented basal atrophy and increase of endomisial and perimisial spaces, which became more evident after denervation. After 14 days of denervation, autophagosome formation was noticed on Neu1 +/+ and Neu1-/- animals. Cathepsin L protein levels were increased after 14 and 21 days of denervation, especially in denervated muscles from Neu1 -/- mice. Lamp1 protein expression was increased in Neu1-/- animals. Type III collagen protein levels were increased in Neu1-/- animals. There were no significant differences between MyoD protein levels. P-Akt, active form of Akt protein levels, decreased after 21 days of denervation, especially in denervated muscles from control group animals, indicating that protein synthesis is decreased. P-GSK3b, inactive form of GSK3b decreased in denervated muscles from Neu1 -/- and Neu1 +/+ animals, which indicates that this protein remained activated during muscle atrophy process. There were significant differences in Atrogin-1 and MuRF1 gene expression levels after 3 and 7 days of denervation. Neu1 -/- animals muscles presented a delayed Atrogin-1 response. Neu1 gene expression was increased in denervated muscles from Neu1 +/+ mice. These findings suggest that Neu1 seems to act in the regulation of muscle mass mainly by controlling the process of lysosomal system activation, but apparently without affecting autophagy

Sialidose é uma doença neurossomática causada pela deficiência congênita da neuraminidase-1 (Neu1), enzima envolvida na regulação do catabolismo de sialoglicoconjugados nos lisossomos. Com o acúmulo de sialoglicoconjugados, ocorre comprometimento sistêmico e neurológico. Achados histológicos musculares incluem expansão da matriz extracelular (MEC) devido à proliferação anormal de fibroblastos, invasão das fibras musculares por componentes da MEC, fragmentação do citoplasma, formação vacuolar e atrofia das fibras musculares. Entretanto o mecanismo da atrofia muscular na deficiência de Neu1 não está completamente esclarecido, sendo o objetivo desse estudo. Desnervou-se o músculo gastrocnêmio direito de camundongos com deficiência de Neu1 (Neu1 -/-) e de controles Neu1 +/+. Os animais foram eutanasiados 0, 3, 7, 14 e 21 dias pós desnervação. Os músculos desnervados e contralaterais foram submetidos às seguintes análises: 1) histologia geral e medida da área transversa das fibras; 2) autofagia, através da avaliação da presença de vacúolos autofágicos por estudo ultraestrutural e da análise da expressão da proteína LC3; 3) ativação do sistema lisossomal, por reação de fosfatase ácida e análise da expressão proteica de catepsina L e lamp1; 4) deposição de colágeno e infiltração de tecido conjuntivo no tecido muscular; 5) níveis das proteínas Akt e GSK3b; 6) expressão dos atrogenes MuRF1 e Atrogina-1; 7) níveis da proteína MyoD, relacionada à diferenciação muscular; e 8) expressão dos genes Neu1, Neu2, Neu3 e Neu4. Os animais Neu1-/- apresentaram menor peso corporal e muscular compararando-se com animais Neu1 +/+. Houve redução progressiva da área das fibras dos músculos desnervados em relação aos músculos contralaterais. Os animais Neu1-/- apresentaram atrofia muscular basal, com aumento acentuado dos espaços endomisiais e perimisiais. Ocorreu formação de vacúolos autofágicos a partir de 14 dias de desnervação tanto em animais Neu1+/+ quanto em Neu1-/-. Os níveis de expressão proteica de catepsina L e de lamp1 aumentaram a partir de 14 dias de desnervação, mais notadamente em músculos desnervados de camundongos Neu1-/-. A expressão proteica de colágeno III mostrou-se aumentada em animais Neu1-/-, principalmente após desnervação. A expressão proteica da forma fosforilada do Akt (forma ativada) diminuiu após 21 dias de desnervação principalmente em músculos desnervados de animais Neu1+/+. Os níveis de PGSK3 b, forma inativa de GSK3b, diminuíram após a desnervação, em animais Neu1+/+ e animais Neu1-/-. Houve aumento na expressão gênica de Atrogina-1 e MuRF1 após 3 e 7 dias de desnervação, respectivamente; a expressão gênica de Atrogina-1 nos camundongos Neu1-/- teve um aumento atrasado, mostrando diferença significante após 7 dias de desnervação. Não houve diferença significativa entre níveis proteicos de MyoD. A expressão gênica de Neu1 mostrou-se elevada em músculos desnervados de animais Neu1+/+. Conclui-se, portanto, que a Neu1 parece atuar na regulação da massa muscular principalmente controlando o processo de ativação do sistema lisossomal, porém aparentemente sem afetar a autofagia / Sialidosis, a severe neurosomatic disease, results from congenital neuraminidase-1 (Neu1) deficiency. This enzyme regulates the catabolism of sialoglycoconjugates in the lysosomes. Systemic and neurologic manifestations occur due to the sialoglycoconjugates accumulation. In the mouse model for Neu1 deficiency, the muscle histologic findings include extracellular matrix (ECM) expansion, due to abnormal fibroblast proliferation, muscle fibers invasion by ECM components, cytoplasm fragmentation, vacuolar formation and muscle atrophy. Nevertheless the mechanisms of muscle atrophy in Neu1 deficiency are not completely known. This study was designed to investigate Neu1 involvement in muscle atrophy process. Denervation of gastrocnemius muscle was performed by sectioning sciatic nerve from Neu1 deficient mice (Neu1 -/-) and from normal control Neu1 +/+; the animals were euthanized 0, 3, 7, 14 and 21 days after denervation. Denervated and control muscles were collected and submitted to several analysis: 1) histological; 2) autophagic vacuoles formation, performed by ultrastructural analysis and LC3 protein expression; 3) acid phosphatase reaction, lamp1 and cathepsin L protein expression, to analyze lysosomal activation; 4) collagen deposition and fibrous formation; 5) proteins involved with muscle trophism, Akt and GSK3b; 6) MuRF1 and Atrogin-1 gene expression; 7) MyoD protein expression; 8) Neu1, Neu2, Neu3 and Neu4 genes expression. Neu1 -/- mice presented decreased body and muscle weight comparing to Neu1 +/+ animals. Muscle fiber cross-sectional area was reduced in denervated muscles comparing to contralateral muscles. Neu1 -/- mice muscles presented basal atrophy and increase of endomisial and perimisial spaces, which became more evident after denervation. After 14 days of denervation, autophagosome formation was noticed on Neu1 +/+ and Neu1-/- animals. Cathepsin L protein levels were increased after 14 and 21 days of denervation, especially in denervated muscles from Neu1 -/- mice. Lamp1 protein expression was increased in Neu1-/- animals. Type III collagen protein levels were increased in Neu1-/- animals. There were no significant differences between MyoD protein levels. P-Akt, active form of Akt protein levels, decreased after 21 days of denervation, especially in denervated muscles from control group animals, indicating that protein synthesis is decreased. P-GSK3b, inactive form of GSK3b decreased in denervated muscles from Neu1 -/- and Neu1 +/+ animals, which indicates that this protein remained activated during muscle atrophy process. There were significant differences in Atrogin-1 and MuRF1 gene expression levels after 3 and 7 days of denervation. Neu1 -/- animals muscles presented a delayed Atrogin-1 response. Neu1 gene expression was increased in denervated muscles from Neu1 +/+ mice. These findings suggest that Neu1 seems to act in the regulation of muscle mass mainly by controlling the process of lysosomal system activation, but apparently without affecting autophagy

Várias condições podem estar relacionadas com a atrofia muscular, tais como inatividade, envelhecimento, septicemia, diabetes, câncer e uso de glicocorticoides. Em tentativa prévia de prevenir tal condição catabólica secundário ao uso de glicocorticoide, através da suplementação de ômega-3 (N-3), observamos um agravamento da atrofia muscular, afetando mais tipos de fibras musculares, usualmente poupadas pelo glicocorticoide, fibras tipo 1 por exemplo. Entretanto, não foi possível determinar quais as propriedades dessa interação. Portanto, o objetivo deste estudo foi de avaliar a ação do Ômega-3 associada a dexametasona e de diferentes glicocorticoides em dose equipotente sobre o peso corporal; área de secção transversa muscular; perfil de ácidos graxos; expressão gênica de fatores de transcrição musculares e atrogenes (Atrogina 1 e MuRF-1); expressão proteica de componentes das vias do IGF-1/Akt/mTOR, Ras/Raf/MEK/ERK e Miostatina/Smad2/3; e expressão de receptores de glicocorticoides na musculatura esquelética de ratos. Metodologia: Ratos Wistar suplementados ou não com ômega-3 (100mg/kg/dia de EPA) por 40 dias receberam dexametasona (DX) subcutânea (2,5 e 1,25mg/kg/dia) nos últimos 10 dias de suplementação. Para estudo dos demais glicocorticoides, ratos sem suplementação receberam deflazacorte (DC), metilprednisolona (MP) em dose/volume equipotente ao de dexametasona (DC 10 e 20mg/kg/dia e MP6,7 e 13,3mg/kg/dia) por 10 dias. Constituindo 10 grupos: CT, N-3, DX1,25, DX2,5, DX1,25+N-3, DX2,5+N-3, MP6, MP13, DC10 e DC20. Através de estudo histológico, imuno-histoquímico, PCR em tempo real e Western blotting, foram avaliados a área transversa dos diferentes tipos de fibras musculares; a expressão de receptor de glicocorticoide na fibra muscular; a expressão gênica dos atrogenes e fatores de transcrição; expressão de proteínas das vias IGF-1, Miostatina e MEK/ERK. Resultados: A administração de N-3 influenciou a atrofia por DX causando maior atrofia em fibras do tipo 1 e 2A, aumento na expressão proteica de FoxO3a total, P-Smad3, LC3-II e gênica (mRNA) de REDD-1, Atrogina-1/MAFbx. De forma isolada o ômega-3 reduziu a expressão de P-FoxO3a, PGC1alfa, a quantidade de ácido araquidônico e a expressão de mRNA do IRS-1 com aumento na expressão de LC3-II. A comparação entre glicocorticoides mostrou que a MP (13mg/kg/dia) acarretou maior impacto no peso corporal e muscular; o DC (10mg/kg/dia) causou menor atrofia em fibras 2B em relação aos demais glicocorticoides. A DX causou maior impacto sobre o Akt total em comparação com os demais glicocorticoides, em P-Akt o grupo DX1,25 teve menor expressão em relação a outros glicocorticoides em dose equipotente. Todos os glicocorticoides afetaram a expressão de P-FOXO3a. Na expressão de ERK1/2 e P-ERK1/2, MP6 foi o grupo com maior prejuízo à fosforilação em relação aos demais em dose equipotente. Já na avaliação da via Miostatina/Smad2/3 os grupos MP 6, MP13 e DC20 mostraram maior expressão de Smad2/3 total e P-Smad3. A expressão gênica de REDD-1 e MYOD foi aumentada nos grupos MP6 e MP13 em relação aos demais grupos; REDD2 no grupo DC20 foi menor em relação ao grupo DX2,5. A expressão de Miostatina foi menor nos grupos DX2,5 e DC20, sendo o DC a droga com menor impacto sobre os atrogenes MuRF-1 e Atrogina-1. DX1,25 e DX2,5 causaram menor expressão de IRS-1 entre os grupos de glicocorticoides. Conclusões: Ômega-3 pode aumentar a atrofia muscular causada por DX em fibras 1 e 2A, possivelmente relacionado com aumento da expressão de FoxO3a, REDD-1 e Atrogina-1, diminuição na expressão de PGC1alfa e P-FoxO3a, nas quantidades de ácido araquidônico com aumento da atividade lisossomal. Comparando diferentes glicocorticoides, a MP tende a produzir maior impacto nos pesos corporal e muscular, o DC é menos prejudicial as fibras do tipo 2B, entretanto, afeta predominantemente fibras do tipo 1, da mesma forma que a DX na dosagem de 1,25mg/kg/dia. A DX tende a afetar mais a expressão de Akt total e fosforilado que os demais glicocorticoides. A MP afeta mais a via Ras/Raf/MEK/ERK e expressão de REDD-1 em relação aos demais glicocorticoides, e o DC e MP mostram maior expressão de Smad2/3 total e fosforilada em relação ao DX após 10 dias de administração / Several conditions may be related to muscle atrophy, such as inactivity, aging, septicemia, diabetes, cancer and use of glucocorticoids. In a previous attempt to prevent such glucocorticoid catabolic condition, through the supplementation of omega-3 (N-3), we observed a worsening of muscular atrophy, affecting more types of muscle fibers, usually spared by glucocorticoid, type 1 fibers for example. However, it was not possible to determine the properties of this interaction. Therefore, the objective of this study was to evaluate the action of omega-3 associated with dexamethasone and different glucocorticoids in equipotent dose on body weight; muscle cross-sectional area; fatty acid profile; gene expression of muscle transcription factors and atrogenes (Atrogin-1 and MuRF-1); protein expression of IGF-1/Akt/mTOR, Ras/Raf/MEK/ERK and Myostatin/Smad2/3 pathways components; and expression of glucocorticoid receptors in the skeletal musculature of rats. Methods: Wistar rats given orally or not with omega-3 (100mg/kg/day of EPA) for 40 days received subcutaneous dexamethasone (DX) (2.5 or 1.25mg/kg/day) during the last 10 days of supplementation. For the other glucocorticoids, rats without supplementation received deflazacorte (DC) or methylprednisolone (MP) in dose/volume equivalent to that of dexamethasone (DC 10 or 20mg/kg/day and MP6.7 or 13.3mg/kg/day) for 10 days. Comprising 10 groups: CT, N-3, DX1.25, DX2.5, DX1.25 + N-3, DX2.5 + N-3, MP6, MP13, DC10 and DC20. Through histological, immunohistochemical, real-time PCR and Western blotting, we evaluated the transverse area of the different muscle fibers; the expression of glucocorticoid receptor; the gene expression of atrogenes and transcription factors; protein expression of the IGF-1, Myostatin and MEK/ERK pathways. Results: N-3 administration influenced DEXA atrophy causing increased atrophy in type 1 and 2A fibers, increased protein expression of total FoxO3a, P-Smad3, LC3-II, and REDD-1 gene (mRNA), Atrogin-1/MAFbx isolated omega-3 reduced the expression of P-FoxO3a, PGC1alpha, the amount of arachidonic acid and the expression of IRS-1 mRNA with increased expression of LC3-II. The comparison between glucocorticoids showed that MP13 had a greater impact on body and muscle weight; the DC10 caused less atrophy in 2B fibers in relation to the other glucocorticoids. DX, caused greater impact on total Akt compared to the other glucocorticoids, in P-Akt the DX1,25 group had lower expression to other equipotent dose glucocorticoids. All glucocorticoids affect the expression of P-FOXO3a. In the of ERK1/2 and P-ERK1/2 protein expression, the MP6 was the group with the greatest damage to the phosphorylation in relation to the others in equipotent dose. In the evaluation of the Myostatin/Smad2/3 pathway MP 6, MP13 and DC20 showed higher expression of total Smad2/3 and P-Smad3. The gene expression of REDD-1 and MYOD was increased in the MP6 and MP13 groups compared to the other groups, REDD2 in the DC20 group was lower in relation to the DX2.5 group. Myostatin expression was lower in the DX2.5 and DC20 groups, with DC being the drug with less impact on atrogenes MuRF-1 and Atrogin-1. DX1.25 and DX2.5 caused lower IRS-1 expression among the glucocorticoid groups. Conclusions: Omega-3 may increase muscle atrophy caused by DX in fibers 1 and 2A, possibly related to increased expression of FoxO3a, REDD-1 and Atrogin-1, decreased expression of PGC1alpha and P-FoxO3a, in the amounts of acid arachidonic with increased lysosomal activity. Comparing different glucocorticoids, MP tends to produce a greater impact on body and muscular weights, DC is less harmful to type 2B fibers, however, it predominantly affects type 1 fibers, in the same way as DX in the dosage of 1.25mg/kg/day. DX tends to affect total and phosphorylated Akt expression more than other glucocorticoids. MP affects more the Ras/Raf/MEK/ERK pathway and REDD-1 expression in relation to the other glucocorticoids, and DC and MP show a higher expression of total and phosphorylated Smad2/3 compared to DX after 10 days of administration