Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-18Bitstream added on 2015-01-26T13:30:36Z : No. of bitstreams: 1 000793038.pdf: 311432 bytes, checksum: 05eabed55effbe08dbab4cd9131bfedb (MD5) / A biotécnica mais utilizada em equinos no Brasil é a inseminação artificial com sêmen refrigerado. Apesar dos avanços, ainda há uma grande variação nos resultados de fertilidade em programas reprodutivos. A carnitina é um composto vitamínico que desempenha um papel importante no metabolismo energético, já que ela garante a produção de energia pelo espermatozoide através do estímulo de vias metabólicas. Além disso, ascarnitinas apresentam potente poder antioxidante, conferindo maior proteção durante o armazenamento.No entanto, sua utilização pós-ejaculação é pouco estudada, já que existem poucos relatos deste tipo de aplicação, sendo nenhum deles em equinos. Devido a isso, este trabalho foi dividido em dois experimentos. O objetivo do experimento 1 foi determinar a concentração ideal l-carnitina (LC) e acetil-l-carnitina (AC) na refrigeração de sêmen equino a 5ºC. No experimento 2, o objetivo foi avaliar os efeitos da melhor dose de LC e AC e sua associação sobre a viabilidade espermática através da citometria de fluxo. No experimento 1 foram utilizados dois ejaculados de 12 garanhões. Após a diluição com Botu-Sêmen® na concentração de 50 x 106 espermatozoides/mL, os ejaculados foram divididos em sete grupos: controle (C), tratado com 5 mmol/L (LC-1), 10 mmol/L (LC-2), 15 mmol/L (LC-3)de LC, tratado com 5 mmol/L (AC-1), 10 mmol/L (AC-2) e 15 mmol/L (AC-3) de AC e após foram refrigerados a 5ºC por 48 horas. Para o experimento 2 foram utilizados os mesmos animais e manipulação dos experimentos anteriores, entretanto, os grupos testados foram: Controle (C), tratado com 10 mmol/L de LC (LC), tratado com 10 mmol/L de AC (AC) e 10 mmol/L de LC + 10 mmol/L AC (LC+AC). A cinética espermática foi avaliada por análise computadorizada do movimento espermático e a integridade de membrana plasmática (IMP) por microscopia de epifluorescência no experimento 1 e 2, entretanto, ... / Over the years, technology for cooling semen has developed. However, despite progress, pregnancy rates are still variable between reproductive programs.Carnitine is a vitamin compound which plays an important role in energy metabolism, since it guarantees the sperm energy production by stimulating metabolic pathways. Furthermore, carnitine has a powerful antioxidant effect, providing greater protection to plasma membrane during storage.However, post-ejaculation use is poorly studied, being none in horses. The aim of experiment 1 was determine optimal concentration of lcarnitine (LC) and acetyl-l-carnitine (AC) in equine semen cooled at 5°C. In experiment 2, the objective was evaluate dose effects between LC, AC and their association on sperm viability by flow citometry. Two ejaculates from 12 stallions were used in both experiments. After dilution with Botu-Semen®to 50 x 106 spermatozoa/ml, each ejaculate was split into seven groups: control (C), treated with 5 mmol/L (LC-1), 10 mmol/L (LC -2), 15 mmol/L (LC-3) of LC, treated with 5 mmol /L (AC-1), 10 mmol/L (AC-2) and 15 mmol/L (AC-3) of ACand then cooled at 5°C for 48 hours. In second experiment, groups were divided in: control (C), treated with 10 mmol /l of LC (LC), treated with 10 mmol /L of AC (AC) and 10 mmol/L of LC + 10 mmol/L of AC (LC+AC).In both experiments,sperm kinetics was evaluated by computerized analysis (CASA) and plasma membrane integrity (IMP) by epifluorescence microscopy.Moreover, in experiment 2 were assessed DNA, ROS and Lipid Peroxidation (PEROX) by flow cytometry.All analysis were performed before cooling (T0), 24 (T24) and 48 hours (T48) after. According to the results of first experiment, LC groups had higher IMP and better values of kinetic than control. Groups treated with AC showed higher results of sperm kinetics after 24 hours of refrigeration and IMP in all analysed times. In second experiment, treated groups were ...

Orientador: José Antônio Dell'Aqua Junior / Banca: Frederico Ozanan Papa / Banca: André Maciel Crespilho / Resumo: A biotécnica mais utilizada em equinos no Brasil é a inseminação artificial com sêmen refrigerado. Apesar dos avanços, ainda há uma grande variação nos resultados de fertilidade em programas reprodutivos. A carnitina é um composto vitamínico que desempenha um papel importante no metabolismo energético, já que ela garante a produção de energia pelo espermatozoide através do estímulo de vias metabólicas. Além disso, ascarnitinas apresentam potente poder antioxidante, conferindo maior proteção durante o armazenamento.No entanto, sua utilização pós-ejaculação é pouco estudada, já que existem poucos relatos deste tipo de aplicação, sendo nenhum deles em equinos. Devido a isso, este trabalho foi dividido em dois experimentos. O objetivo do experimento 1 foi determinar a concentração ideal l-carnitina (LC) e acetil-l-carnitina (AC) na refrigeração de sêmen equino a 5ºC. No experimento 2, o objetivo foi avaliar os efeitos da melhor dose de LC e AC e sua associação sobre a viabilidade espermática através da citometria de fluxo. No experimento 1 foram utilizados dois ejaculados de 12 garanhões. Após a diluição com Botu-Sêmen® na concentração de 50 x 106 espermatozoides/mL, os ejaculados foram divididos em sete grupos: controle (C), tratado com 5 mmol/L (LC-1), 10 mmol/L (LC-2), 15 mmol/L (LC-3)de LC, tratado com 5 mmol/L (AC-1), 10 mmol/L (AC-2) e 15 mmol/L (AC-3) de AC e após foram refrigerados a 5ºC por 48 horas. Para o experimento 2 foram utilizados os mesmos animais e manipulação dos experimentos anteriores, entretanto, os grupos testados foram: Controle (C), tratado com 10 mmol/L de LC (LC), tratado com 10 mmol/L de AC (AC) e 10 mmol/L de LC + 10 mmol/L AC (LC+AC). A cinética espermática foi avaliada por análise computadorizada do movimento espermático e a integridade de membrana plasmática (IMP) por microscopia de epifluorescência no experimento 1 e 2, entretanto, ... / Abstract: Over the years, technology for cooling semen has developed. However, despite progress, pregnancy rates are still variable between reproductive programs.Carnitine is a vitamin compound which plays an important role in energy metabolism, since it guarantees the sperm energy production by stimulating metabolic pathways. Furthermore, carnitine has a powerful antioxidant effect, providing greater protection to plasma membrane during storage.However, post-ejaculation use is poorly studied, being none in horses. The aim of experiment 1 was determine optimal concentration of lcarnitine (LC) and acetyl-l-carnitine (AC) in equine semen cooled at 5°C. In experiment 2, the objective was evaluate dose effects between LC, AC and their association on sperm viability by flow citometry. Two ejaculates from 12 stallions were used in both experiments. After dilution with Botu-Semen®to 50 x 106 spermatozoa/ml, each ejaculate was split into seven groups: control (C), treated with 5 mmol/L (LC-1), 10 mmol/L (LC -2), 15 mmol/L (LC-3) of LC, treated with 5 mmol /L (AC-1), 10 mmol/L (AC-2) and 15 mmol/L (AC-3) of ACand then cooled at 5°C for 48 hours. In second experiment, groups were divided in: control (C), treated with 10 mmol /l of LC (LC), treated with 10 mmol /L of AC (AC) and 10 mmol/L of LC + 10 mmol/L of AC (LC+AC).In both experiments,sperm kinetics was evaluated by computerized analysis (CASA) and plasma membrane integrity (IMP) by epifluorescence microscopy.Moreover, in experiment 2 were assessed DNA, ROS and Lipid Peroxidation (PEROX) by flow cytometry.All analysis were performed before cooling (T0), 24 (T24) and 48 hours (T48) after. According to the results of first experiment, LC groups had higher IMP and better values of kinetic than control. Groups treated with AC showed higher results of sperm kinetics after 24 hours of refrigeration and IMP in all analysed times. In second experiment, treated groups were ... / Mestre

A subnutrição é uma das comorbidades mais freqüentes que atinge os pacientes oncológicos. Entender as conseqüências do câncer nas alterações do metabolismo energético é necessário para o estabelecimento de estratégias que previnam o desenvolvimento e tratem a má-nutrição. A carnitina desempenha papel fundamental no metabolismo energético lipídico. Sendo que o objetivo deste estudo foi avaliar os níveis plasmáticos nos pacientes com câncer no pré cirúrgico e relacionar com os resultados da história alimentar, antropometria, impedância bioelétrica, calorimetria indireta, aminoacidemia e valores urinários de carnitina e nitrogênio. Trata-se de um trabalho prospectivo no qual foram escolhidos aleatoriamente 4 grupos, sendo um de pacientes portadores de câncer esofágico ou gástrico (n=24), e os outros 3 considerados controles. O primeiro grupo controle foi o obesos (n=16), o segundo de voluntários saudáveis (n=12), enterectomizados (n=6) Os valores médios de carnitinemia , em todos os grupos, variou entre 60 e 80 µM no plasma e urinária entre 78 e 124 µM, sem diferenças estatísticas entre os grupos. Quando avaliados os níveis de carnitina plasmático, 80% (p<0.05) dos pacientes com câncer apresentaram deficiência associados à excreção urinária inferior a 5 mol/kg/dia, consumo insuficiente de proteínas e baixa reserva adiposa. No entanto os níveis de metionina e lisina, bem como o gasto energético de repouso não apresentaram diferença com os controles. A deficiência de carnitina nestes pacientes pode comprometer o metabolismo energético além de estar associado à ocorrência de fadiga e piora da qualidade de vida. / The malnutrition is one most common comorbidity among hospitalized patients. Understanding cancer consequences in energetic metabolim changes is necessary in order to avoid malnutrition or to treat it. Carnitine has a important role in lipid metabolism. The aim of this study was to evaluate the levels of serum carnitine in patients with stomach and esophagus cancer and correlated with dietary intake, body composition, resting energy expenditure, carnitine and amino acid serum levels and urinary excretion of carnitine. Twenty-four cancer patients were assessed. Cancer patients were compared with obese (n=16), healthful (n=12) and short bowel disease (n=6). The mean values of serum carnitine and urinary carnitine among all groups were 60-80 µM and 74-124 µM respectively. Serum carnitine levels between cancer patients and other groups were significantly different. 80% of cancer patients had low serum levels, which was associated with urinary below 5 µmol/Kg/day, decreased protein and low adipose tissue. However, the methionine and lysine levels, as well as the resting energy expenditure had no difference when compared with the healthy volunteers. Carnitine deficiency in cancer patients can affect energetic metabolism and contribute to the progression of cachexia.

Não Consta Resumo na Publicação / Abstracts Not Available

A importância na geração de oxaloacetato foi investigada através da determinação da atividade da piruvato carboxilase nos músculos estriados e da suplementação de seus precursores (aspartato e asparagina) na dieta de ratos. A atividade da piruvato carboxilase eleva-se durante o exercício físico e, portanto, deve fornecer mais oxaloacetato para a etapa inicial do ciclo de Krebs. A suplementação crônica (5 semanas) de aspartato e asparagina promove aumento da resistência ao esforço em ratos treinados em natação durante 1 hora diária por 5 semanas. Este efeito foi acompanhado de elevação no número e tamanho das mitocôndrias e alteração no metabolismo de glicose dos músculos esqueléticos (elevação do conteúdo de glicogênio e de sua síntese e diminuição da glicólise). Esses resultados sugerem que a geração de oxaloacetato desempenha papel fundamental na manutenção do esforço prolongado. A suplementação de aspartato e asparagina na dieta melhora a performance nessas condições, porém causa lesões na ultraestrutura muscular (mitocôndrias, linha \"Z\" e miofibrilas). / The importance of oxaloacetate formation was investigated by measuring pyruvate carboxylase activity in muscles and by given its precursors (aspartate, asparagine) in the diet of rats. The activity of pyruvate carboxylase markedly raised during physical effort and so might provide oxaloacetate for Krebs cycle functioning. The supplementation of aspartate and aspagine for a prolonged period of time (5 weeks) promotes increment in the resistance to exercise in rats trained to swimming during 1 hour daily for 5 weeks. This effect is accompanied by an increase in the size and number of mitochondria and also changes in glucose metabolism; elevation in glycogen synthesis and content and reduction in the rate of glycolysis. These results suggest that the production of oxaloacetate plays a role to maintain the moderate exercise during a prolonged period of time. Nevertheless, the aspartate and asparagine supplemented in the diet, despite improving the perfomance to moderate and prolonged exercise, provokes muscle ultraestructure lesions of mitochondria, \"Z\" line and miofibrils.

Introdução: A acidemia 3-hidroxi-3-metilglutárica é causada pela deficiência da 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA-liase, uma enzima do metabolismo da leucina, levando ao acúmulo, especialmente, do ácido 3-hidroxi-3-metilglutárico nos tecidos. Estudos sugerem que o estresse oxidativo pode contribuir para os danos neurológicos observados em algumas acidúrias orgânicas. Objetivo: Avaliar parâmetros de estresse oxidativo em pacientes com acidúria 3-hidroxi-3-metilglutárica antes e após o tratamento. Materiais e Métodos: Amostras de sangue e urina foram coletadas de pacientes no momento do diagnóstico e após tratamento com dieta com restrição de proteínas e suplementação de L-carnitina (100mg/kg/dia) e de controles. O TBA, um subproduto final da peroxidação lipídica, foi medido no plasma. A determinação do teor de carbonilas e de grupos sulfidrila, marcadores de dano oxidativo a proteínas, foi realizada no plasma. Para avaliar na urina a oxidação de proteínas, os níveis de di-tirosina foram medidos por autofluorescência. O ensaio da capacidade antioxidante urinária foi realizado utilizando um kit comercial. Os níveis de carnitina livre e isovalerilcarnitina foram analisados em amostras de sangue por espectrometria de massas em tandem usando o método de monitorização de reação múltipla (MRM). A concentração de proteínas foi determinada pelo método de biureto em amostras de plasma usando um kit comercial. Resultados e Discussão: Os resultados demonstraram um aumento significativo nos níveis de isovalerilcarnitina em sangue total, das concentrações plasmáticas de malondialdeído e urinárias de di-tirosina, além de uma redução significativa da capacidade antioxidante urinária e dos níveis sanguíneos de carnitina livre nos pacientes no momento do diagnóstico em relação aos controles. Verificou-se uma diminuição nas concentrações do malondialdeído plasmático e da di-tirosina na urina dos pacientes tratados, o que sugere um efeito de proteção do tratamento sobre a peroxidação de lípidos e do dano oxidativo a proteínas, bem como uma normalização dos níveis de L-carnitina durante o tratamento. Conclusões: Esses resultados permitem sugerir que o estresse oxidativo ocorre em pacientes com acidemia 3-hidroxi-3-metilglutárica e que o tratamento com a dieta restrita de proteína e suplementada com L-carnitina pode oferecer proteção contra o dano oxidativo a biomoléculas. / Introduction: The 3-hydroxy-3-methylglutaric acidemia is caused by the deficiency of 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA lyase, an enzyme of leucine metabolism, leading to accumulation of 3-hydroxy-3-methylglutaric acid in tissues. Studies have suggested that oxidative stress may contribute to the neurological damage observed in some organic acidurias. Objective: Evaluate oxidative stress parameters in patients with 3-hydroxy-3-methylglutaric aciduria patiets before and after treatment. Materials and Methods: Blood and urine samples were collected from patients at diagnosis and after treatment with restricted protein diet and supplemented with L-carnitine (100mg/kg/dia) and from controls. TBA , an end subproduct of lipid peroxidation, was measured in plasma. Determination of carbonyl and sulphydryl content, biomarkers of oxidative damage to proteins, was done in plasma. To assess urine protein oxidation, levels of di-tyrosine were measured by autofluorescence. The assay of antioxidant urinary capacity was performed using a commercial kit. The levels of free carnitine and isovalerylcarnitine were analyzed in blood samples by tandem mass spectrometry using the method of multiple reaction monitoring (MRM). Protein content was determined by the biuret method for plasma samples using a commercial kit. Results and Discussion: The results demonstrated a significant increase of total blood isovalerylcarnitine, malondialdehyde plasma concentrations and di-tyrosine urinary levels and a significant reduction of the urinary antioxidant capacity and free-carnitine blood levels in pacients at diagnosis compared to controls. It was verified a decrease in plasma malondialdehyde concentrations and urinary di-tyrosine levels in treated patients, suggesting a protective effect of the treatment on lipid peroxidation and protein oxidative damage, as well as a normalization of L-carnitine levels during treatment. Conclusions: These results allow to suggest that oxidative stress occurs in 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA lyase deficient patients and treatment with restricted protein diet and L-carnitine may offer protection against oxidative damage.

La elevada incidencia de la obesidad y las enfermedades relacionadas han convertido en una prioridad el estudio de los mecanismos destinados a controlar la ingesta y el gasto calórico. Ambos procesos están regulados por las interacciones bidireccionales entre el sistema nervioso central y los órganos periféricos, las cuales permiten crear un mapa del estado energético del organismo y responder en consecuencia ajustando tanto el consumo de alimentos como el gasto de energía. El hipotálamo es una parte del sistema nervioso central con un papel protagonista en el control de la homeostasis energética. Es una estructura integradora de señales centrales y periféricas implicada en la regulación de varios procesos, entre otros, el apetito. Durante los últimos años, múltiples estudios han tratado de profundizar en los mecanismos moleculares que, en el hipotálamo, controlan la expresión de los neuropéptidos y neuromoduladores encargados de regular la ingesta. Como resultado se ha demostrado el papel clave que juega el metabolismo de los ácidos grasos en estos procesos. Concretamente, se ha propuesto que moléculas como el malonil-CoA derivado de la glucosa, o los aciles-CoA de cadena larga (LCFA-CoA, long chain fatty acyl-CoA) actúan como señales intracelulares de saciedad regulando el apetito. El enzima carnitina palmitoiltransferasa (CPT) 1, cataliza la entrada de LCFA-CoA al interior de la mitocondria, y es el principal regulador de la oxidación de ácidos grasos. A su vez, su actividad se encuentra inhibida por el primer intermediario de la lipogénesis, el malonil-CoA, lo que permite mantener un equilibrio entre la síntesis y la oxidación de las grasas. En esta Tesis se ha estudiado el efecto que la modulación de CPT1 en el hipotálamo tiene sobre la ingesta de alimentos. Para ello se han utilizado dos aproximaciones experimentales diferentes. En primer lugar se ha sobre expresado una isoforma permanentemente activa del enzima (CPT1AM) en el núcleo ventromedial del hipotálamo. En segundo lugar se ha estudiado el efecto de la administración central del compuesto anorexigénico C75 que, una vez activado a C75-CoA, actúa como potente inhibidor de CPT1. Los resultados obtenidos demuestran que la sobre-expresión de CPT1AM en el hipotálamo causa inicialmente hiperfagia y, en un estado posterior, resistencia a la insulina, intolerancia a la glucosa e hiperglucemia. Por otro lado, la inhibición de CPT1 en el hipotálamo tras el tratamiento con C75 produce una disminución de la ingesta y una pérdida de peso aportando nuevas pistas sobre el mecanismo de acción central de C75. Tomados en conjunto, estos resultados confirman el importante papel que el enzima CPT1 juega en la regulación del apetito. Asimismo, aportan nuevos datos sobre los mecanismos centrales que modulan el metabolismo glucídico. Por otro lado demuestran que la inhibición de CPT1 a nivel central se deriva en una disminución de la ingesta resaltando la importancia de este enzima como diana terapéutica para el tratamiento de la obesidad. / “Role of hypothalamic carnitine palmotoyltransferase 1A in the control of food intake” Neutral energy balance permits body weight stability and prevents the emergence of diseases such as obesity and Type 2 Diabetes. Central nervous system (CNS) and more specifically the hypothalamus, has a key role in the regulation of homeostatic mechanisms that control food consumption. In response to changes in global energy status, hypothalamic neurons alter the expression of neuropeptides in order to adjust energy intake and expenditure. It is unclear how the expression of these molecules is regulated; however recent studies highlight fatty acid metabolism as a key pathway in hypothalamic control of feeding. Several studies have demonstrated that modulation of fatty acid metabolic enzymes can regulate feeding behaviour by altering the hypothalamic pool of malonyl-CoA and/or long chain fatty acid-CoA (LCFA-CoA), suggesting that these metabolites are signals of nutrient status able to adjust not only food intake but also energy expenditure and glucose production. Malonyl-CoA, derived from glucose metabolism, is not only the first intermediate in fatty acid synthesis but also has a role in the maintenance of balance between de novo synthesis of fatty acids and its oxidation. Malonyl-CoA is the physiological inhibitor of carnitine palmitoyltransferase 1 (CPT1), enzyme that catalyses the first step in the transport of LCFA-CoA from the cytoplasm into the mitochondria for their b-oxidation. In the present study we analysed the role of hypothalamic CPT1A in the regulation of food intake. To this aim we used two experimental strategies. On the one hand, we over-expressed a permanently active form of CPT1A (CPT1AM: malonyl-CoAinsensitive-CPT1A) in the VMH of rats and studied its effect on food intake, body weight and glucose metabolism. On the other hand we studied the molecular mechanism by which compound C75 produces anorexia and a reduction in body weight, focusing our attention on its effect on hypothalamic CPT1 activity. Our results show that a long-term increase in CPT1AM activity in the VMH of rats leads to central and peripheral responses producing hyperphagia, overweight, insulin resistance and glucose intolerance. On the other hand we demonstrated that only (+)-C75 enantiomer inhibits CPT1 activity and its central administration produces a reduction in food intake and body weight. Altogether these data emphasizes the role of hypothalamic CPT1 in the maintenance of energy homeostasis and highlights its inhibitors as good candidates for the treatment of obesity and related diseases.

CATALÀ:L'enzim carnitina palmitoïltransferasa1 (CPT1), localitzat a la membrana mitocondrial externa, constitueix el principal punt de control de l'entrada d'àcids grassos de cadena llarga (LCFA) al mitocondri i és clau en el manteniment d'àcids grassos circulants. Existeixen tres isotips descrits (CPT1A, CPT1B i CPT1C) que codifiquen per enzims amb diferents característiques cinètiques i patrons d'expressió.1.- Mecanismes de control transcripcional del gen CPT1B humà.El promotor humà de la CPT1B inclou un element de resposta a PPAR i un lloc d'unió a MEF-2. Hem investigat el paper d'aquests elements de resposta i la possible interacció entre PPAR&#945; i MEF2C en la regulació transcripcional d'aquest promotor. Dels resultats obtinguts podem concloure que la resposta del promotor a PPAR&#945; depèn: del context cel·lular, de l'element de resposta a MEF-2 i de la disposició espacial d'aquest respecte al PPRE. La combinació d'aquests elements cis en el promotor de la CPT1B indueix l'expressió màxima del gen en resposta a diferents senyals. La concurrència de senyals metabòlics i miogènics en aquest promotor genera una conformació transcripcional permissiva d'aquest promotor que porta a una activació sinèrgica del promotor en aquells teixits on es troben els corresponents factors de transcripció (MEF2C, PPAR&#945;/RXR&#945;) i el substrat metabòlic de l'enzim, els àcids grassos que activen PPAR&#945;. En la mateixa una regió promotor una zona rica en GC capaç d'unir Sp1 ha resultat fonamental per l'expressió basal del gen i per la transactivació per PPAR&#945; però no per la de PPAR&#948;. 2.- Relació estructura/funció de l'enzim CPT1 de porc.A nivell cinètic, les CPT1A mostren una alta afinitat per la carnitina i una baixa sensibilitat al malonil-CoA mentre que les CPT1B presenten característiques contràries. Una excepció a aquesta relació és la CPT1A de porc (PLCPT1) que es comporta com una quimera natural entre els isotips A i B, presentant afinitats pels substrats similars a les CPT1A i una IC50 pel malonil-CoA típica de les CPT1B. Utilitzant quimeres entre la CPT1A de rata i la CPT1A de porc hem demostrat que l'extrem C-terminal de les CPT1A es comporta com un únic domini que dicta la sensibilitat total a malonil-CoA de l'enzim. El grau de sensibilitat a l'inhibidor ve determinat per l'estructura adoptada per aquest domini. Utilitzant mutants delecionats hem mostrat que la sensibilitat a malonil-CoA també depèn de la interacció d'aquest únic domini carboxil amb els primers 18 aminoàcids de la proteïna. D'aquests resultats podem concloure que les CPt1A de rata i porc presenten diferent sensibilitats a malonil-CoA perquè els primers 18 aminoàcids dels enzims interaccionen diferent amb el domini C-terminal.Hem aïllat l'isotip muscular de la CPT1 de porc (PMCPT1), una proteïna de 772 aminoàcids molt similar a les CPT1B. Expressada en Pichia pastoris la CPt1B de porc ha resultat ser un enzim amb característiques cinètiques pròximes a les CPT1A. 3.- Efecte de C75 sobre el sistema CPT. Els enzims CPT1 i CPT2 són components del sistema llançadora CPT. Aquest sistema es troba finament regulat pels nivells de malonil-CoA, un inhibidor reversible de la CPT1. Per la seva capacitat d'inhibir la sintasa d'àcids grassos (FAS), el C75 és capaç d'incrementar els nivells intracel·lular de malonil-CoA intracel·lular. Paradoxalment també activa l'oxidació d'àcids grassos de cadena llarga. Per tal d'identificar la diana exacta del C75 en el sistema CPT vam analitzar l'activitat enzimàtica de CPT1A, CPT1B i CPT2 davant el tractament amb C75. Els resultats d'aquests experiments indiquen que el C75 actua sobre el sistema CPT activant CPT1A, CPT1B i CPT2 de manera independent de malonil-CoA. / The outer mitochondrial membrane enzyme carnitine palmitoyltransferase1 (CPTI) catalyzes the initial and regulatory step in the &#946;-oxidation of long-chain fatty acids. There are three characterized isotypes: CPT1A, CPT1B and CPT1C. The human CPT1B promoter includes a functional PPAR responsive element and a myocite-specific site that binds MEF2C. We investigated the roles of these sites and the potential interaction between PPAR&#945; and MEF2C regulating this promoter. The combination of cis elements in the promoter of the CPT1B maximally induces the expression of this gene in response to a combination of signals. The concurrence of myogenic and metabolic signals generates a transcriptionally permissive conformation of the promoter that gives rise to a synergistic transcription of the gene in tissues containing the corresponding transcription factors and fatty acids that activate PPAR&#945;.Kinetic hallmarks of the CPT1A are high affinity for carnitine and low sensitivity to malonyl-CoA inhibition, while the opposite characteristics are intrinsic to the CPT1B isotype. Pig and rat CPT1A share common Km values for their substrates but differ in their sensitivity to malonyl-CoA inhibition. Using chimeras between rat CPT1A and pig CPT1A, we show that the C-terminal region behaves as a single domain, which dictates the overall malonyl-CoA sensitivity of this enzyme. Using deletion mutation analysis, we show that malonyl-CoA sensitivity also depends on the interaction of this single domain with the first 18 N-terminal amino acid residues. Pig and rat CPT1A have different malonyl-CoA sensitivity, because the first 18 N-terminal amino acids interact differently with the C-terminal domain. Pig CPT1B is a protein of 772 amino acids that shares extensive sequence identity with CPT1B. Expressed in Pichia pastoris, pig CPT1B shows kinetic characteristics similar to those of the CPT1A isotype. CPT1 and CPT2 enzymes are components of the CPT shuttle system. This system is tightly regulated by malonyl-CoA. Because of its ability to inhibit fatty acid synthase, C75 is able to increase malonyl-CoA intracellular levels. Paradoxically it also activates &#946;-oxidation. To identify the exact target of C75 within the CPT system, we expressed CPT1 and CPT2 in Pichia pastoris. We show that C75 acts on recombinant CPT1A, CPT1B and CPT2.

Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Coorientador: Márcio Carvalho da Costa / Banca: Janete Apparecida Desiderio / Banca: Gustavo Adolfo Sabatini / Resumo: Estudos recentes em indivíduos da espécie humana e camundongos relataram que o exercício físico pode alterar a microbiota intestinal. Evidências indicaram que essa comunidade microbiana está envolvida na homeostase do metabolismo do hospedeiro. Ademais, estudos com substâncias ergogênicas são escassos na literatura sobre a microbiota intestinal. Objetivou-se avaliar o impacto do exercício físico agudo e do condicionamento aeróbio associado a suplementação com cromo ou L-carnitina na microbiota intestinal de potras. Nosso modelo experimental utilizou potras da raça Mangalarga Machador em estágio de condicionamento físico incipiente, distribuídas em 4 grupos: Controle (sem exercício), Exercício, L-carnitina e Cromo. As potras foram submetidas a dois testes de esforço incremental e condicionadas em esteira por 42 dias na intensidade de 70-80% do limiar de lactato. Amostras fecais foram obtidas antes e 48 horas após do exercício agudo e do programa de condicionamento. As populações bacterianas foram caracterizadas pelo sequenciamento da região V4 do gene 16S rRNA por meio da plataforma Illumina MiSeq e um total de 5.224.389 de sequências foi obtido de 48 amostras. Para o total de sequências, os três filos mais abundantes foram Firmicutes (50,22%), Verrucomicrobia (15,13%), seguido por 13,80% de bactérias que não foram classificadas no nível filo. Os gêneros com maior abundância relativa foram: Clostridiales não classificados (17,06%), "5 genus incertae sedis" (12,98%) e bactérias não classificadas (12,95%). Nossos resultados indicaram que a atividade física intensa e o condicionamento aeróbio podem alterar a composição e a estrutura da população bacteriana intestinal de potras. O cromo ou a L-carnitina na comparação intra grupos provocaram alterações moderadas na diversidade da microbiota fecal de potras. Entretanto, os resultados dos grupos suplementados não apresentaram alteração em... / Abstract: Recent studies performed in humans and rats reported that exercise could alter the intestinal microbiota. Evidence indicated that this microbial community is involved in the metabolic homeostasis of the host. Moreover, studies about ergogenic substances are scarce in the literature on intestinal microbiota. This study aimed to assess the impact of acute exercise and aerobic conditioning, associated either with chromium or L-carnitine supplementation, on the intestinal microbiota of fillies. Twelve "Mangalarga Marchador" fillies in incipient fitness stage were distribuided into four groups: control (no exercise), exercise, L-carnitine and chromium. The fillies underwent two incremental exercise tests, before and after training on a treadmill for 42 days at 70-80% of the lactate threshold intensity. Fecal samples were obtained before and 48 hours after the acute exercise (incremental exercise test). Bacterial populations were characterized by sequencing the V4 region of the 16S rRNA gene using the MiSeq Illumina platform, and 5,224,389 sequences were obtained from 48 samples. The results showed that the three most abundant phyla were Firmicutes (50.22%), Verrucomicrobia (15.13%), followed by bacteria that were not classified at the phylum level (13.80%). The genera with the highest relative abundance were unclassified Clostridiales (17.06%), "5 genus incertae sedis" (12.98%) and unclassified bacteria (12.95%). Our results indicated that intense physical activity and aerobic conditioning might change the composition and structure of the intestinal bacterial population in fillies. The intra-group comparison showed that chromium or L-carnitine caused moderate changes in the fecal microbiota of fillies. However, the results of the supplemented groups were not different from the exerciseonly group. Thus, further studies using a larger sampling are needed to further investigate these changes / Mestre

As desordens do metabolismo do propionato, acidemia propiônica (PAemia) e acidemia metilmalônica (MMAemia), são doenças hereditárias, autossômicas recessivas, bioquimicamente caracterizadas pelo acúmulo predominante dos ácidos propiônico (PA) e metilmalônico (MMA), respectivamente, nos tecidos e fluidos biológicos dos indivíduos afetados. Esses distúrbios comprometem o catabolismo dos aminoácidos isoleucina, valina, metionina e treonina, ácidos graxos com número ímpar de átomos de carbono e colesterol. Estas alterações no metabolismo levam a episódios de acidose metabólica grave no período neonatal, hiperamonemia, hipo/hiperglicemia, além de manifestações neurológicas, como letargia, hipotonia, convulsões e atraso no desenvolvimento psicomotor. O tratamento dessas acidemias orgânicas consiste na restrição da ingestão de proteínas e dos aminoácidos precursores do propionato, suplementada com uma fórmula semi-sintética contendo aminoácidos essenciais e L-carnitina. Estudos in vitro e in vivo têm demonstrado que os ácidos propiônico e metilmalônico estimulam a oxidação lipídica e protéica e reduzem as defesas antioxidantes em cérebro de ratos. Entretanto, os efeitos oxidantes desses ácidos orgânicos sobre o DNA e a ocorrência de estresse oxidativo em pacientes com desordens do metabolismo do propionato têm sido pouco investigados. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar o dano oxidativo a proteínas e a lipídios, bem como a atividade da enzima butirilcolinesterase em pacientes com PAemia e MMAemia, avaliando o efeito do tratamento com Lcarnitina e dieta hipoprotéica sobre esses parâmetros e investigar o efeito in vitro dos ácidos propiônico e metilmalônico sobre o dano ao DNA, na presença e ausência de L-carnitina. Para tanto, foram utilizadas amostras de plasma e urina de pacientes com essas desordens obtidas no momento do diagnóstico e durante o tratamento com L-carnitina (100 mg/Kg/dia) e dieta hipoprotéica. Os resultados demonstraram um aumento significativo nas concentrações plasmáticas de malondialdeído e de proteínas carboniladas, e nas concentrações urinárias de ditirosina e isoprostanos, bem como uma redução significativa de tióis totais e da capacidade antioxidante, no plasma e urina respectivamente, de pacientes com PAemia e MMAemia no momento do diagnóstico dessas doenças. Por outro lado, os pacientes com PAemia e MMAemia em tratamento com dieta hipoprotéica, Lcarnitina e fórmula semi-sintética de aminoácidos apresentaram concentrações significativamente menores de malondialdeído, proteínas carboniladas, isoprostanos e di-tirosina em relação aos pacientes não-tratados. Além disso, foi observada uma relação inversa entre as concentrações plasmáticas de L-carnitina livre (r= -0,67, p<0,05) e total (r= -0,66, p<0,05) com as concentrações de malondialdeído, bem como entre os marcadores urinários de dano oxidativo e as concentrações de carnitina total e livre. Na continuidade do trabalho, foi investigado o efeito in vitro da L-carnitina, em concentrações detectadas no sangue de pacientes com PAemia e MMAemia não-tratados (30 μM) e tratados (60-150 μM), sobre o dano ao DNA em leucócitos periféricos humanos saudáveis induzido pelos ácidos propiônico e metilmalônico, através do ensaio do cometa. Os resultados desse estudo demonstraram que os ácidos propiônico (2-5 mM) e metilmalônico (0,5-5 mM) foram capazes de estimular significativamente in vitro o dano ao DNA quando comparado ao grupo controle. O tratamento in vitro com Lcarnitina reduziu significativamente os índices de dano ao DNA induzidos por PA e MMA 5 mM, de maneira dose-dependente. Ainda, o tratamento com L-carnitina evitou a indução de dano classes 3 e 4 pelo MMA, e a concentração de 150 μM de L-carnitina preveniu os efeitos lesivos de ambos os ácidos sobre o DNA. Por último, foi investigada a atividade da enzima butirilcolinesterase e as concentrações de malondialdeído no plasma de pacientes com desordens do metabolismo do propionato não-tratados (no momento do diagnóstico) e em uso de L-carnitina e dieta hipoprotéica. Os resultados encontrados mostraram que a atividade da butirilcolinesterase está significativamente reduzida, enquanto as concentrações de malondialdeído estão aumentadas no plasma dos pacientes no diagnóstico. Por outro lado, pacientes em tratamento apresentaram concentrações de malondialdeído e atividade da butirilcolinesterase estatisticamente similar ao grupo controle. Também foi observada uma correlação negativa significativa entre a atividade da enzima e as concentrações de malondialdeído no plasma dos pacientes afetados. Concluindo, os resultados desse trabalho permitem inferir que o tratamento com L-carnitina e dieta hipoprotéica é capaz de conferir proteção contra o dano oxidativo a biomoléculas (lipídios, proteínas e DNA) e a redução da atividade da enzima butirilcolinesterase que podem contribuir, ao menos em parte, na fisiopatogenia das desordens do metabolismo do propionato. / The disorders of propionate metabolism, propionic acidemia (PAemia) and methylmalonic acidemia (MMAemia), are inherited autosomal recessive diseases, biochemically characterized by the predominat accumulation of propionic acid (PA) and methylmalonic acid (MMA), respectively, in tissues and biological fluids of affected individuals. These disorders impair the catabolism of amino acids isoleucine, valine, methionine and threonine, odd-chain fatty acids and cholesterol. These alterations in the metabolism lead to severe metabolic acidosis in the neonatal period, with hyperammonemia, hypo/hyperglycemia and neurological manifestations, such as lethargy, hypotonia, seizures, and delayed psychomotor development. The treatment of these organic acidemias consists of a low-protein diet, restricted in amino acids precursors of propionate, supplemented with a semisynthetic formula containing essential amino acids and L-carnitine. In vitro and in vivo studies have demonstrated that methylmalonic and propionic acids stimulate lipid and protein oxidation and reduce antioxidant defenses in rat brain. However, the oxidant effects of these organic acids on DNA and the occurrence of oxidative stress in patients with disorders of propionate metabolism have been poorly investigated. So, the objective of the present study was to investigate lipid and protein oxidative damage, as well as the butyrylcholinesterase activity in patients with PAemia MMAemia, verifing the effect of treatment with L-carnitine and lowprotein diet on these parameters, and to investigate in vitro the effect of propionic and methylmalonic acids on DNA damage, in the presence or absence of Lcarnitine. For this purpose, plasma and urine samples were obtained from patients with Paemia and MMAemia at the moment of diagnosis and during the treatment with L-carnitine (100 mg/Kg/day) and low-protein diet. The results demonstrated a significant increase of malondialdehyde plasma concentrations and carbonylated proteins, and of urinary concentrations of di-tyrosine and isoprostanes, as well as a significant reduction of total sulfhydryl groups and the antioxidant capacity, in plasma and urine, respectively, from patients with PAemia and MMAemia at diagnosis. On the other hand, patients with PAemia and MMAemia under treatment with L-carnitine, low-protein diet and amino acids semi-synthetic formula presented a significant reduction of malondialdehyde, protein carbonyl groups, isoprostanes and di-tyrosine in relation to untreated patients. Furthermore, it was observed an inverse correlation between free (r= -0,67, p<0,05) and total (r= -0,66, p<0,05) plasma L-carnitine concentrations and the malondialdehyde levels, as well as between the urinary biomarkers of oxidative damage and the free and total Lcarnitine concentrations. Subsequently, it was investigated the in vitro effect of Lcarnitine, at concentrations detected in blood of untreated (30 μM) and treated patients with PAemia and MMAemia (60-150 μM) on DNA damage induced by propionic and methylmalonic acids in human healthy peripheral leukocytes, using the comet assay. The results of this study showed that propionic (2-5 mM) and methylmalonic (0.5-5 mM) acids were able to significantly stimulate in vitro DNA damage index (DI) when compared to the control group. In vitro treatment with Lcarnitine significantly reduced DNA damage induced by 5 mM PA and MMA, in a concentration-dependent manner. Furthermore, L-carnitine prevented cells with damage classes 3 and 4 induced by 5 mM MMA, and the dose of 150 μM of this compound prevented the harmful effects on DNA by both acids. Finally, it was investigated the butyrylcholinesterase activity and the malondialdehyde concentrations in plasma from patients with disorders of propionate metabolism at diagnosis and under therapy with L-carnitine and low-protein diet. The found results showed that the butyrylcholinesterase activity is significantly reduced, whereas the malondialdehyde concentrations are increased in plasma from patients at diagnosis. On the other hand, patients under treatment presented malondialdehyde levels and butyrylcholinesterase activity statistically similar to controls. It was also observed a significant negative correlation between this enzyme activity and the malondialdehyde concentrations in plasma from the affected patients. In conclusion, these results allow to suggest that the treatment with L-carnitine and protein restricted diet may offer protection against the oxidative damage to biomolecules (lipids, proteins and DNA) and the reduced butyrylcholinesterase activity that may contribute, at least in part, to the pathophysiology of the disorders of propionate metabolism.