Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / A carnosina (β-alanina-L-histidina) é um dipeptídeo encontrado em abundância na musculatura esquelética, no músculo cardíaco e no sistema nervoso central. É um composto utilizado como terapia adjuvante para o tratamento de doenças neurodegenerativas associadas ou não ao envelhecimento, devido ao seu conhecido efeito protetor contra oxidantes gerados na fisiopatologia dessas doenças. Entretanto, até o momento, nenhum estudo avaliou o efeito da administração isolada de carnosina sobre parâmetros de estresse oxidativo em cérebro de ratos. Com o intuito de elucidar os efeitos antioxidantes da carnosina, este estudo investigou os efeitos da administração aguda intracerebroventricular (ICV) de carnosina sobre parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral, cerebelo, hipocampo e estriado de ratos machos com 60 dias de vida. Para tanto, os animais foram submetidos a uma cirurgia estereotáxica com implantação de cânula no ventrículo lateral direito. Três dias após a cirurgia, os animais receberam uma administração única ICV de carnosina (6,4 μmol) através da cânula guia. Os animais do grupo controle receberam 6,4 μmol de NaCl em solução aquosa. Uma hora após a administração, os animais foram eutanasiados por decapitação com guilhotina e as estruturas cerebrais a serem estudadas foram limpas e dissecadas para posteriores análises bioquímicas. Para avaliação da oxidação lipídica e proteica, foram determinados os níveis de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS) e o conteúdo de sulfidrilas, respectivamente. Também foram avaliadas as atividades das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD) nas mesmas estruturas cerebrais. Observou-se que os níveis de TBA-RS não foram alterados em nenhuma das estruturas cerebrais avaliadas nos animais que receberam carnosina em comparação ao grupo controle. Por outro lado, o conteúdo de grupos sulfidrila encontrou-se aumentado em cerebelo e hipocampo de ratos submetidos à administração de carnosina, sugerindo uma maior proteção conferida aos compostos tiólicos presentes nas células. Em relação às defesas antioxidantes, pôde-se observar um aumento da atividade da CAT em córtex cerebral dos animais que receberam administração ICV de carnosina. Tais resultados corroboram estudos anteriores que demonstram efeitos antioxidantes para a carnosina. Entretanto, a administração ICV deste dipeptídeo ocasionou uma inibição da atividade da SOD em estriado, o que pode ser um efeito tóxico da carnosina. Tomados em conjunto, os resultados do presente estudo demonstram efeitos ambíguos da carnosina sobre parâmetros de estresse oxidativo. Este trabalho corrobora o efeito antioxidante descrito, mas apresenta uma evidência de um possível efeito tóxico exercido pela carnosina. Estudos complementares são necessários para avaliar a segurança do uso terapêutico desta molécula.

INTRODUÇÃO: A carnosina é um dipeptídeo com capacidade tamponante presente no músculo esquelético, que pode ser obtido pela ingestão de carnes. Estudos transversais relatam que atletas engajados em exercícios de alta intensidade possuem um maior conteúdo de carnosina muscular (CarnM) comparados a destreinados, sugerindo que o treinamento pode modular a CarnM, apesar da ausência de estudos longitudinais. OBJETIVO: Investigar os efeitos do treinamento intermitente (TI) de alta intensidade sobre a CarnM e seus genes associados. MÉTODOS: Vinte homens saudáveis e vegetarianos (eliminando a influência da dieta) foram pareados pelo consumo máximo de oxigênio (VO2máx), e aleatoriamente designados a um grupo Controle (C, N=10) ou Treinado (T, N=10). O grupo T realizou TI em cicloergômetro 3 dias por semana durante 12 semanas, com progressão do volume (6-12 séries) e intensidade (140-170% do limiar de lactato [LL]). O grupo C manteve a rotina habitual. Antes e após a intervenção, biópsias musculares foram realizadas para a determinação da CarnM, da expressão de genes relacionados à CarnM e da capacidade tamponante muscular in vitro (&#946;&#924;invitro). Foram realizados teste de Wingate e VO2máx para a avaliação do trabalho total (TT), do VO2máx, dos limiares ventilatórios (LV) e do LL. Foi conduzido o Modelo Misto para análise dos dados. RESULTADOS: Um efeito de interação foi observado para CarnM (F = 4.72; P=0.04), com aumentos significantes para o grupo T (Pré: 15.8±5.7 e Pós: 20.6±5.3 mmoL/kg músculo seco; +36.0%, P=0.01) e nenhuma alteração no grupo C (Pré: 14.3±5.3 e Pós: 15.0±4.9 mmoL/Kg músculo seco; +6.3%, P=0.99). Houve melhora no TT, LV, LL, VO2máx e &#946;&#924;invitro no grupo T (todos P<0.05), mas sem mudanças no grupo C (P>0.05). Não houve alteração na expressão gênica das enzimas e transportadores avaliados nos grupos T ou C. CONCLUSÃO: Este estudo sugere que o TI pode aumentar a CarnM, sem alterar os seus genes. Tal aumento, associado ao da &#946;&#924;invitro, pode ajudar a explicar o potente efeito deste tipo de treino sobre a aptidão física e cardiorrespiratória / INTRODUCTION: Carnosine is a dipeptide with buffering capacity present within the skeletal muscle, which can be obtained by meat ingestion. Cross-sectional studies report that athletes engaged in high-intensity exercises have a greater muscle carnosine (MCarn) content compared to their untrained counterparts, suggesting that exercise training can modulate MCarn, despite of the absence of longitudinal studies. OBJECTIVE: To investigate the effects of high-intensity intermittent training (HIIT) on CarnM and its associated genes. METHODS: Twenty healthy and vegetarian men (eliminating dietary influences) were matched by maximal oxygen uptake (VO2máx), and randomly assigned to a Control (C, N = 10) or Trained (T, N = 10) group. The T group performed HIIT on cycle ergometer 3 days per week for 12 weeks, with progressive volume (6-12 series) and intensity (140-170% lactate threshold [LT]). The C group kept their usual routine. Prior to the intervention, muscle biopsies were performed for MCarn determination, expression MCarn-related genes and the muscle buffering capacity in vitro (&#946;&#924;invitro). Wingate and VO2máx tests were performed to evaluate total work done (TWD), VO2máx, ventilatory thresholds (VT) and LT. The Mixed Model was conducted for data analysis. RESULTS: An interaction effect was observed for MCarn (F = 4.72, P = 0.04), with significant increases for the T group (Pre: 15.8 ± 5.7 and Post: 20.6 ± 5.0 mmoL.kg-1 dry muscle; +36%; P = 0.01), but not in C (Pre: 14.3 ± 5.3 and Post: 15.0 ± 4.9 mmoL.kg-1 dry muscle; +6.3%, P = 0.99). There was no change in the gene expression of the enzymes and transporters evaluated in the T or C groups. There was an improvement in TWD, VT, LT, VO2máx and &#946;&#924;invitro in the T group (all P<0.05), but no changes in C (P>0.05). CONCLUSION: This study suggests that HIIT can increase MCarn without altering its genes. This increase, associated with &#946;&#924;invitro, may help to explain the potent effect of this type of training on physical and cardiorespiratory fitness

Orientador: Alessandro Moura Zagatto / Coorientador: Marcelo Papoti / Banca: Bruno Gualano / Banca: Bryan Saunders / Banca: Fúlvia de Barros Manchado Gobatto / Banca: Eduardo Zapaterra Campos / Resumo: O objetivo da presente tese foi verificar a influência da suplementação de β-Alanina associado ao treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT) na performance de sprints repetidos. Participaram do estudo conduzido em caráter randomizado e duplo-cego, 20 jovens saudáveis alocados em dois grupos (Gβ [n = 10] - 6,4 g.dia-1 de β-Alanina; GP [n = 10] - 6,4 g.dia-1 de dextrose - placebo). Os participantes foram avaliados em três momentos distintos, previamente ao início, após quatro semanas de HIIT sem suplementação e após 6 semanas de suplementação + HIIT. As avaliações foram compostas por teste incremental até exaustão (TINC); séries de 12 sprints repetidos (RSA); e teste de tempo limite até exaustão a 115% da velocidade máxima atingida no TINC (TLIM). Previamente e imediatamente após TINC e RSA foram realizadas avaliações neuromusculares compostas por saltos verticais máximos, contrações isométricas máximas de extensão de joelho e estimulação elétrica periférica. O HIIT foi composto de dez corridas de 1 min a 90% da velocidade máxima atingida no TINC, com 1 min de recuperação passiva entre as corridas e frequência de 3 sessões semanais. Previamente ao início da suplementação + HIIT e ao final da intervenção, os participantes foram submetidos a biópsias musculares para determinação do conteúdo de carnosina intramuscular, capacidade de tamponamento in vitro e conteúdo de proteínas/enzimas chaves. Após a intervenção, ambos os grupos melhoraram o metabolismo oxidativo (i.e., co... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of the present thesis was to verify the influence of β-Alanine supplementation associated with high intensity interval training (HIIT) on the performance of repeated sprints. The study was conducted in a randomized, double-blind design and 20 healthy young men were allocated in two groups (Gβ [n = 10] - 6.4 g.day-1 of β-Alanine; GP [n = 10] - 6.4 g.day-1 of dextrose - placebo). The participants were evaluated at three different moments, prior to beginning, after four weeks of HIIT without supplementation and after 6 weeks of supplementation + HIIT. The evaluations were composed by incremental test until exhaustion (TINC); set of 12 repeated sprints (RSA); and time-to-exhaustion test at 115% of the maximum velocity achieved in TINC (TLIM). Previously and immediately after TINC and RSA, neuromuscular evaluations were performed, consisting of maximum vertical jumps, maximal voluntary isometric contractions of knee extension and peripheral electrical stimulation. The HIIT was composed by ten runs of 1-min at 90% of the maximum velocity achieved in TINC, with 1-min of passive recovery between runs and frequency of 3 sessions per week. Prior to the initiation of supplementation + HIIT and at the end of the intervention, the participants underwent muscle biopsies to determine intramuscular carnosine content, muscle buffer capacity in vitro and key protein/enzyme content. After the intervention, both groups improved oxidative metabolism (i.e., maximal oxygen uptake), however, only Gβ significantly improved the intramuscular carnosine content and the RSA variables; in addition to presenting attenuation of the neuromuscular fatigue induced by the RSA. No significant differences were observed in anaerobic capacity, muscle buffer capacity in vitro and key protein/enzyme content. Thus, the association between β-Alanine supplementation and HIIT provided significant improvement in repeated sprints performan / Doutor

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do extremo Sul Catarinense, UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / Carnosina (β-alanil-L-histidina) é um dipeptídeo composto pelos aminoácidos β-alanina e L-histidina, amplamente distribuído em músculo esquelético de mamíferos. O dipeptídeo é sintetizado por uma ligase, a carnosina sintetase; e é hidrolisado a seus precursores pelas metaloproteases carnosinase sérica e carnosinase citosólica. Níveis séricos elevados de carnosina e dipeptídeos análogos são encontrados em indivíduos com disfunção neurológica e alterações neuromusculares, associadas à deficiência hereditária de carnosinase sérica. No presente trabalho, objetivou-se investigar os efeitos da administração aguda e crônica de carnosina sobre parâmetros do metabolismo energético em músculo esquelético de Wistar machos de 30 dias de vida. Para o experimento agudo, os animais receberam uma dose única do dipeptídeo (100 mg/kg i.p.) e, decorridas 24 horas, foram mortos por decapitação. Já no tratamento crônico, os animais receberam uma dose diária de carnosina (100 mg/kg i.p.) durante 5 dias, e posteriormente foram mortos por decapitação 1 hora após a última injeção intraperitoneal. O músculo esquelético (soleus) foi dissecado e homogeneizado para posterior avaliação da atividade dos complexos I-III, II e II-III da cadeia respiratória e das enzimas sucinato desidrogenase, malato desidrogenase e creatina quinase. Neste estudo, demonstrou-se que, em comparação com o grupo controle, os animais que receberam carnosina agudamente apresentaram uma redução estatisticamente significante da atividade dos complexos I-III e II da cadeia respiratória. Verificou-se também uma tendência de redução, porém não estatisticamente significativa, da atividade do complexo II-III, da malato desidrogenase e da creatina quinase de ratos do grupo carnosina. Por outro lado, em animais administrados cronicamente com o dipeptídeo, observou-se apenas uma tendência de diminuição, embora não estatisticamente significativa, da atividade do complexo I-III do grupo carnosina em comparação com o grupo. Concluindo, a administração aguda de carnosina é capaz de inibir enzimas-chave do metabolismo energético de ratos. É provável que uma disfunção energética secundária ao acúmulo de carnosina possa ajudar a explicar os sintomas neuromusculares observados em pacientes com deficiência de carnosinase sérica, bem como desvendar mecanismos envolvidos na fisiopatologia dessa rara doença.

INTRODUÇÃO: A carnosina é um dipeptídeo com capacidade tamponante presente no músculo esquelético, que pode ser obtido pela ingestão de carnes. Estudos transversais relatam que atletas engajados em exercícios de alta intensidade possuem um maior conteúdo de carnosina muscular (CarnM) comparados a destreinados, sugerindo que o treinamento pode modular a CarnM, apesar da ausência de estudos longitudinais. OBJETIVO: Investigar os efeitos do treinamento intermitente (TI) de alta intensidade sobre a CarnM e seus genes associados. MÉTODOS: Vinte homens saudáveis e vegetarianos (eliminando a influência da dieta) foram pareados pelo consumo máximo de oxigênio (VO2máx), e aleatoriamente designados a um grupo Controle (C, N=10) ou Treinado (T, N=10). O grupo T realizou TI em cicloergômetro 3 dias por semana durante 12 semanas, com progressão do volume (6-12 séries) e intensidade (140-170% do limiar de lactato [LL]). O grupo C manteve a rotina habitual. Antes e após a intervenção, biópsias musculares foram realizadas para a determinação da CarnM, da expressão de genes relacionados à CarnM e da capacidade tamponante muscular in vitro (&#946;&#924;invitro). Foram realizados teste de Wingate e VO2máx para a avaliação do trabalho total (TT), do VO2máx, dos limiares ventilatórios (LV) e do LL. Foi conduzido o Modelo Misto para análise dos dados. RESULTADOS: Um efeito de interação foi observado para CarnM (F = 4.72; P=0.04), com aumentos significantes para o grupo T (Pré: 15.8±5.7 e Pós: 20.6±5.3 mmoL/kg músculo seco; +36.0%, P=0.01) e nenhuma alteração no grupo C (Pré: 14.3±5.3 e Pós: 15.0±4.9 mmoL/Kg músculo seco; +6.3%, P=0.99). Houve melhora no TT, LV, LL, VO2máx e &#946;&#924;invitro no grupo T (todos P<0.05), mas sem mudanças no grupo C (P>0.05). Não houve alteração na expressão gênica das enzimas e transportadores avaliados nos grupos T ou C. CONCLUSÃO: Este estudo sugere que o TI pode aumentar a CarnM, sem alterar os seus genes. Tal aumento, associado ao da &#946;&#924;invitro, pode ajudar a explicar o potente efeito deste tipo de treino sobre a aptidão física e cardiorrespiratória / INTRODUCTION: Carnosine is a dipeptide with buffering capacity present within the skeletal muscle, which can be obtained by meat ingestion. Cross-sectional studies report that athletes engaged in high-intensity exercises have a greater muscle carnosine (MCarn) content compared to their untrained counterparts, suggesting that exercise training can modulate MCarn, despite of the absence of longitudinal studies. OBJECTIVE: To investigate the effects of high-intensity intermittent training (HIIT) on CarnM and its associated genes. METHODS: Twenty healthy and vegetarian men (eliminating dietary influences) were matched by maximal oxygen uptake (VO2máx), and randomly assigned to a Control (C, N = 10) or Trained (T, N = 10) group. The T group performed HIIT on cycle ergometer 3 days per week for 12 weeks, with progressive volume (6-12 series) and intensity (140-170% lactate threshold [LT]). The C group kept their usual routine. Prior to the intervention, muscle biopsies were performed for MCarn determination, expression MCarn-related genes and the muscle buffering capacity in vitro (&#946;&#924;invitro). Wingate and VO2máx tests were performed to evaluate total work done (TWD), VO2máx, ventilatory thresholds (VT) and LT. The Mixed Model was conducted for data analysis. RESULTS: An interaction effect was observed for MCarn (F = 4.72, P = 0.04), with significant increases for the T group (Pre: 15.8 ± 5.7 and Post: 20.6 ± 5.0 mmoL.kg-1 dry muscle; +36%; P = 0.01), but not in C (Pre: 14.3 ± 5.3 and Post: 15.0 ± 4.9 mmoL.kg-1 dry muscle; +6.3%, P = 0.99). There was no change in the gene expression of the enzymes and transporters evaluated in the T or C groups. There was an improvement in TWD, VT, LT, VO2máx and &#946;&#924;invitro in the T group (all P<0.05), but no changes in C (P>0.05). CONCLUSION: This study suggests that HIIT can increase MCarn without altering its genes. This increase, associated with &#946;&#924;invitro, may help to explain the potent effect of this type of training on physical and cardiorespiratory fitness

A disponibilidade de beta-alanina é o fator limitante para a síntese intramuscular de carnosina. Dessa maneira, aumentar a disponibilidade de beta-alanina para o músculo esquelético é a estratégia mais eficaz para aumentar o conteúdo de carnosina muscular. Postula-se que o transportador de beta-alanina (TauT) possa ser estimulado pela insulina. Para testar essa hipótese, examinamos se a captação de beta-alanina pelo músculo esquelético de humanos é influenciada pela hiperinsulinemia, controlando as concentrações de insulina e beta-alanina no plasma através de infusão intravenosa aguda de beta-alanina. Realizamos um estudo crossover e contrabalanceado em 12 homens jovens e saudáveis (27,5±5,1 anos). Os participantes compareceram ao laboratório em duas ocasiões separadas por 10 semanas de whashout. A beta-alanina foi infundida por via intravenosa em ambos os ensaios por 150 min a uma taxa de 0,11 g.kg.min-1. Em um ensaio, a técnica de clamp euglicêmico hiperinsulinêmico foi usada para obtermos concentrações elevadas de insulina (AI), enquanto que no outro ensaio, foram mantidas concentrações de insulina em jejum (BI). Antes e 30 minutos após a infusão de beta-alanina, amostras de músculo (biópsias percutâneas) foram coletadas para determinar o conteúdo de beta-alanina e carnosina. Coletas sanguíneas foram realizadas antes (0), 10, 30, 60, 90, 120, 150 e 30 min (180) após a infusão para análise de insulina e beta-alanina plasmáticas. Urina 24 h foi coletada após o período de infusão para análise de beta-alanina. Não houve diferenças significantes entre os ensaios na concentração de beta-alanina plasmática (p=0,20), de beta-alanina muscular (p=0,72), de carnosina muscular (p=0,82) e de beta-alanina urinária (p= 0,92). A hiperinsulinemia não aumentou a captação de beta-alanina para o músculo esquelético, nem aumentou a retenção de beta-alanina corporal, pelo menos quando as concentrações de beta-alanina excederam a Vmax do TauT. Nossas descobertas sugerem que as estratégias de suplementação de beta-alanina que manipulam as concentrações de insulina provavelmente apresentam relevância clínica limitada / Beta-alanine availability is limiting for the intramuscular synthesis of carnosine. Thus, increasing beta-alanine availability to skeletal muscle is the most effective strategy to increase muscle carnosine content. It has been postulated that the transmembrane transporter of beta-alanine (TauT) could be stimulated by insulin. To test this hypothesis, we examined whether the beta-alanine uptake by human muscle is influenced by hyperinsulinemia by controlling both insulin and beta-alanine concentrations in plasma via intravenous infusion of beta-alanine. We conducted a counterbalanced crossover study in 12 young men (27.5 ± 5.1 yr). Participants attended to the laboratory on two separated occasions, 10 weeks apart. beta-alanine was intravenously infused on both trials for 150 min at a rate of 0.11 g.kg.min-1. In one trial, a hyperinsulinemic-euglycemic clamp was used to main high insulin concentrations (HI) whereas fasting insulin concentrations (LI) was maintained in the other trial. Before and 30 min after infusion, muscle samples (percutaneous biopsies) were taken to determine beta-alanine and carnosine content. Blood samples were taken before (0), 10, 30, 60, 90, 120, 150 e 30 min (180) after the infusion for plasma insulin and beta-alanine analysis. 24 h urine was colleted after infusion for beta-alanine analysis. No significant differences in plasma beta-alanine (p=0.20), muscle beta-alanine (p=0.72), muscle carnosine (p=0.82) and urinary beta-alanine (p=0.92) were shown between conditions. Hyperinsulinemia did not increase beta-alanine uptake to muscle tissue and bodily tissues, nor did it increase whole-body beta-alanine retention, at least when beta-alanine concentrations exceed the Vmax of TauT. Our findings suggest that beta-alanine supplementation strategies that maniupulate insulin concentrations are probably of limited clinical relevance

A criação de equinos tem se desenvolvido ativamente no Brasil. Assim, o interesse dos proprietários em biotecnologias reprodutivas equinos vem aumentando. Entretanto, o sêmen equino tem baixa tolerância à criopreservação comparada com outras espécies, sendo o estresse oxidativo um entrave por seus efeitos deletérios sobre a célula espermática. Neste contexto, o plasma seminal possui antioxidantes que promovem um papel importante na proteção do espermatozoide. Porém o, durante o processo de criopreservação, o plasma seminal é retirado. Em estudo anterior verificamos que, na ausência do plasma seminal os espermatozoides equinos tornam-se mais susceptíveis ao estresse oxidativo, principalmente causado pelo malondialdeído (MDA), subproduto da oxidação de lipídeos. Um dos motivos para este resultado seria a retirada da carnosina, um dos principais antioxidantes responsáveis pela proteção contra o acúmulo de MDA e seus efeitos deletérios, presente no plasma seminal. O objetivo do presente estudo é identificar e quantificar carnosina no plasma seminal de garanhões e comparar as características seminais em diferentes grupos de bons e maus refrigeradores e congeladores, baseando-se na análise da motilidade posterior ao processo de refrigeração e congelação. Foram colhidos dois ejaculados de quarenta garanhões (idades entre 4 e 16 anos de idade). As variáveis analisadas foram cinética espermática pelo sistema CASA, avaliação funcional (coloração de eosina-nigrosina para membranas, fast-green/rosa bengala para acrossomos, coloração 3-3diaminobenzidina para atividade mitocondrial e SCSA&trade; para susceptibilidade a denaturação de cromatina) e avaliação do índice de peroxidação lipídica (TBARS) do espermatozoide e do plasma seminal. Também foram realizadas análises da integridade de membranas plasmática e acrossomal, e potencial de atividade mitocondrial pelas sondas fluorescentes PI, Hoescht 33342, FITC-PSA e JC-1 além da produção de (ROS) pelo espermatozoide com a sonda fluorescente CellRox. A carnosina do plasma seminal foi mensurada utilizando kit de ELISA Biomatik&reg; comercial. Foram comparados os grupos bons e maus refrigeradores, e bons e maus congeladores (p&le;0,05). Verificamos uma maior concentração de carnosina nos bons refrigeradores em relação aos que refrigeraram mau. Isso pode ter ocorrido pela maior concentração de TBARS no plasma seminal destes animais, possivelmente por um efeito fisiológico de reações de oxidação. Além disto, os bons refrigeradores apresentaram porcentagens significativamente maiores de células com alta atividade mitocondrial, acrossomo intacto e membrana intacta sugerindo um efeito benéfico da carnosina. Em relação ao efeito da congelação do sêmen, não foi observada diferença na concentração de carnosina entre os que congelaram bem ou não. Este resultado era esperado uma vez que, durante o processo de criopreservação do sêmen equino o plasma seminal é retirado. De fato, a maior porcentagem de células com lesão mitocondrial, de membrana e DNA lesado nos maus congeladores e as correlações entre as lesões e o estresse oxidativo pode indicar um mecanismo mitocondrial de geração de estresse oxidativo e consequente lesão das estruturas celulares. Conclui-se que a carnosina apresentou efeito protetor durante a refrigeração espermática protegendo contra injúrias causadas pela mesma e consequentemente é um dos fatores que melhora a qualidade espermática após 24 horas de refrigeração. / Equine breeding has been actively developing in Brazil, leading to increased interest in reproductive biotechnology. However, there is a limitation due to a tolerance of some stallions to cryopreservation, especially when compared to other species. In this context, oxidative stress represents an obstacle due to its deleterious effects on equine sperm. To counterattack such effect, seminal plasma has antioxidants that play an important role in protecting the sperm. However, during the cryopreservation process, the seminal plasma is withdrawn. In a previous study we verified that, in the absence of seminal plasma, equine spermatozoa are more susceptible to oxidative stress, mainly caused by malondialdehyde (MDA), a product of lipid oxidation. One of the reasons for this result would be the removal of carnosine present in the seminal plasma, one of the main antioxidants responsible for protection against the MDA accumulation and its deleterious effects. The objective of the present study was to identify and quantify carnosine in the seminal plasma of stallions and to compare the seminal characteristics in different groups of sperm samples with high and low tolerance to the cryopreservation or cooling, based on analysis of total motility after these processes. Two ejaculates of forty stallions (N= 80; ages between 4 and 16 years old) were collected. Each ejaculate was divided into two aliquots, one submitted to a 24h cooling and the other submitted to cryopreservation. The variables analyzed were: Computer Assisted Sperm Analysis (CASA system), functional evaluation (eosin-nigrosin stain for membranes, fast-green/rose bengal for acrosomes, 3-3\'diaminobenzidine staining for mitochondrial activity and SCSA&trade; for susceptibility to chromatin denaturation) and lipid peroxidation index (TBARS assay) of sperm and seminal plasma. Furthermore, plasma and acrossomal membranes integrities and mitochondrial membrane potential were also analyzed using the fluorescence probes PI, Hoescht 33342, FITC-PSA, JC-1 and ROS detection by CellRox fluorescent probes. Carnosine from the seminal plasma was measured using commercial Biomatik&reg; ELISA kit. Thus, samples with high and low tolerance were compared (p&le;0.05). We found a higher concentration of carnosine in good cooler compared to those showing low motility. This may have occurred in response to the higher concentration of TBARS in the seminal plasma of these animals, possibly due to a physiological effect of oxidation reactions. In addition, good coolers presented significantly higher percentages of cells with high mitochondrial activity, intact acrosome and intact membrane suggesting a beneficial effect of carnosine. Regarding the effect cryopreservation, no difference was observed between those with high and low post-thaw motility. This result was expected since, during the cryopreservation process of equine semen, the seminal plasma is removed. In fact, the higher percentage of cells with mitochondrial lesions, damaged membrane and fragmented DNA in bad freezers and the correlations between lesions and oxidative stress may indicate a mitochondrial mechanism of oxidative stress generation and consequent lesion of cellular structures. In conclusion, carnosine had a protective effect during sperm cooling, protecting against damages being probably one of the factors that improves sperm quality after 24 hours of refrigeration.

Estudos recentes têm demonstrado que a suplementação de beta-alanina (BA) pode melhorar o desempenho físico. O mecanismo proposto para tal resultado envolve o aumento das concentrações intramusculares de carnosina, um dipeptídeo cuja função mais bem atribuída é a de manutenção do equilíbrio ácido-básico. Apesar do emergente corpo literário acerca dos efeitos ergogênicos da suplementação de BA, a maior parte das evidências provém de estudos conduzidos com indivíduos não treinados ou fisicamente ativos, enquanto os estudos com indivíduos treinados são escassos, e seus resultados, controversos. Tem sido especulado que a diferença na capacidade tamponante muscular entre indivíduos treinados e não treinados é um possível fator mascarando o efeito ergogênico da suplementação de BA em indivíduos treinados, já que têm sido demonstrado que este perfil de indivíduos possui maior capacidade tamponante e conteúdo muscular de carnosina. Assim, o objetivo do presente estudo foi investigar a influência do estado de treinamento sobre o desempenho físico intermitente de membros inferiores em resposta à suplementação de BA. Para tanto, 40 homens jovens e saudáveis foram recrutados para participar do estudo, e divididos em dois grupos de acordo com o seu estado de treinamento [ciclistas treinados (T) ou indivíduos não treinados (NT)]. Os participantes foram aleatoriamente designados a um grupo suplementado com BA ou placebo (dextrose - PL), provendo quatro condições experimentais: NTPL, NTBA, TPL e TBA. A suplementação foi realizada com a ingestão de 6.4 gramas de BA ou PL por dia, durante 4 semanas. Antes e após o período de suplementação, os participantes completaram 4 séries do teste de Wingate para membro inferior, com 30 segundos de duração cada uma e 3 minutos de descanso entre elas. O trabalho total realizado foi significantemente aumentado após o período de suplementação em ambos os grupos NTBA (+1349 ± 1411 kJ; P = 0.03) e TBA (+1978 ± 1508 kJ; P = 0.002), foi significantemente reduzido no grupo NTPL (-1385 ± 2815 kJ; P = 0.03), e não se alterou no grupo TPL (-219 ± 1507 kJ; P = 0.73). Comparada ao período pré-suplementação, a potência média no período pós-suplementação foi significantemente maior na série 4 para o grupo NTBA (P = 0.0004), enquanto a mesma foi maior nas séries 1, 2 e 4 (P <= 0.05) para o grupo TBA. Não foram observadas diferenças na potência média entre o período pré- e pós-suplementação para os grupos NTPL e TPL. Em conclusão, quatro semanas de suplementação de BA foram efetivas em melhorar o desempenho físico intermitente de membros inferiores em ambos os participantes treinados e não treinados. Estes dados ressaltam a eficácia ergogênica da suplementação de BA para exercícios de alta-intensidade, independentemente do estado de treinamento do indivíduo / Recent studies have demonstrated that beta-alanine (BA) supplementation can improve performance. The proposed mechanisms for this result involve an increased muscle carnosine content, a dipeptide whose function is attributed to the maintenance of acid-base balance. Even though the body of evidence surrounding the ergogenic effects of BA supplementation is increasing, most of the evidences come from studies conducted with physically active or untrained individuals, while studies with trained participants are scarce, and their results, controversial. It has been speculated that the difference in muscle buffering capacity between trained and untrained individuals is a possible factor masking the ergogenic effect of BA supplementation in trained individuals, who have already been demonstrated to have greater buffering capacity and muscle carnosine content. Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of training status on intermittent lower-body performance in response to BA supplementation. For this purpose, forty young males were divided into two groups according to their training status (trained - T, and untrained - NT cyclists). Participants were further randomly allocated to BA or placebo (dextrose - PL) groups, providing four experimental conditions: NTPL, NTBA, TPL, TBA. BA or PL was ingested by 6.4 g·d-1, during for 4 weeks. Before and after the supplementation period, participants completed four 30-seconds lower-body Wingate bouts, separated by 3 minutes. Total work done was significantly increased following supplementation in both NTBA (+1349 ± 1411 kJ; P = 0.03) and TBA (+1978 ± 1508 kJ; P = 0.002), and it was significantly reduced in NTPL (-1385 ± 2815 kJ; P = 0.03) with no difference for TPL (-219 ± 1507 kJ; P = 0.73). Compared to pre-supplementation, post-supplementation mean power output was significantly higher in bout 4 for NTBA (P = 0.0004), and higher in bouts 1, 2 and 4 (P <= 0.05) for TBA. No differences were observed in mean power output for NTPL and TPL from pre- to post-supplementation period. In conclusion, four weeks of BA supplementation was effective at improving intermittent lower-body performance in both untrained and trained individuals. These data highlight the efficacy of BA as an ergogenic aid for high-intensity exercise regardless of the training status of the individual

A &#946;-alanina tem se tornado um suplemento nutricional bastante popular entre atletas de diferentes modalidades esportivas. A razão para tal popularidade deve-se ao grande número de evidências indicando que sua suplementação pode aumentar as concentrações intramusculares de L-carnosina. Com a interrupção da suplementação de &#946;-alanina (BA), a degradação e eliminação da carnosina prevalecem sobre sua síntese, ocorrendo assim o chamado washout. O objetivo o presente trabalho foi avaliar a cinética de washout da carnosina durante 16 semanas após a suplementação de BA, associando as mudanças no conteúdo de carnosina muscular com o desempenho em exercício de alta intensidade. Foram recrutados 15 homens fisicamente ativos, não vegetarianos, a qual foram designados aleatoriamente em dois grupos, BA (n= 11) ou PL (n= 4). Cada participante recebeu a suplementação de BA ou PL (dextrose) em tabletes de liberação prologada (NAI®, USA) na dose de 6,4/d durante 8 semanas em um desenho duplo-cego. Amostras do músculo vasto lateral foram colhidas por meio de biópsia muscular, realizadas antes (S01) e após as 8 semanas (S02) de suplementação, bem como na 1ª (W01), 2ª (W02) 4ª (W03), 8ª (W04), 12ª (W05) e 16ª (W06) semanas após suplementação. Adicionalmente, um teste de tolerância ao esforço de alta intensidade (110% da potência máxima) foi aplicado no tempo S01 e S02, assim como nos tempos W03, W04, W05 e W06 para determinar o Tempo até a Exaustão (TTE). Após 8 semanas de suplementação, foi observada uma diferença significante do conteúdo de carnosina muscular entre o grupo BA (40,76± 12,29 mmol/Kg) e o grupo PL (18,74± 1,22 mmol/Kg; p= 0,0040). O delta médio absoluto observado do grupo BA foi de 18,73± 5,80 mmol/Kg (+ 85%) e, o grupo PL - 0,15± 1,78 mmol/Kg (- 0,7%). Após W02 o grupo BA apresentava 17,35± 8,99 mmol/Kg de carnosina (~ 79%; p= 0,4667) e após W03, o conteúdo médio verificado foi 12,43± 8,95 mmol/Kg (~ 56%) no grupo BA, (p= 0,0378). Após W04 o grupo BA apresentava o delta médio de 6,9± 8,30 mmol/Kg (~ 38%; p <0,0001) e após W05, 2,91± 6,76 mmol/Kg (~ 13%; p <0,0001). Após W06, o conteúdo de carnosina retornou próximo aos valores basais em 21,91± 7,99 mmol/Kg (p = 1,000). Após o período de suplementação (S02), o TTE não apresentou diferença significante entre o grupo BA, 150,95± 19,31 segundos, e o grupo PL, 153,78± 13,08 (p= 0,8184). Foi possível observar uma forte correlação linear positiva (r= 0,8995) e significante (p= 0,01492) entre o conteúdo de carnosina muscular e o desempenho físico. Conclui-se que a carnosina é um dipeptídeo estável na musculatura esquelética, podendo levar um tempo de 16 semanas ou mais para retornar aos valores / &#946;-alanine has become a popular nutritional supplement among athletes of different sports modalities. The reason for such popularity is due to the large number of evidences indicating that its supplementation may increase intramuscular concentrations of L-carnosine. With the interruption of &#946;-alanine (BA) supplementation, the degradation and elimination of carnosine prevail over its synthesis, thus occurring the washout. The aim of this study was to evaluate carnosine washout kinetics for 16 weeks after BA supplementation, associating changes in muscle carnosine content with high intensity exercise performance. Fifteen physically active, non-vegetarian males were randomly assigned in two groups, BA (n = 11) or PL (n = 4). Each participant received supplementation of BA or PL (dextrose) in sustained-release tablets (NAI®, USA) at a dose of 6.4g. d-1 for 8 weeks in a double-blind design. Samples of the vastus lateralis muscle were collected by muscle biopsy performed before (S01) and after 8 weeks (S02) of supplementation, additionally in the 1st (W01), 2nd (W02) 4th (W03), 8th (W04), 12th (W05) and 16th (W06) weeks after supplementation. In addition, a high intensity exercise test (110% of maximum power) was performed at time S01 and S02, W03, W04, W05 and W06 to determine Time to Exhaustion (TTE). After 8 weeks of supplementation, a significant difference in muscle carnosine content was observed between the BA group (40.76 ± 12.29 mmol.kg-1) and the PL group (18.74 ± 1.22 mmol.kg-1; p= 0.0040). The absolute mean delta of the BA group was 18.73± 5.80 mmol.kg-1 (+ 85%) and, the PL group - 0.15± 1.78 mmol.kg-1 (-0.7%). After W02 the BA group showed 17.35± 8.99 mmol.kg-1 carnosine (~ 79%, p= 0.4667), and after W03, the mean content was 12.43 ± 8.95 mmol.kg-1 (~ 56%) in the BA group, (p= 0.0378). After W04 the BA mean delta was 6.9 ± 8.30 mmol.kg-1 (~ 38%, p <0.0001) and after W05, 2.91± 6.76 mmol.kg- 1 (~ 13%, p <0.0001). After W06, the carnosine content returned to baseline levels in BA group 21.91 ± 7.99 mmol. Kg-1 (p = 1,000). After the supplementation period (S02), the TTE showed no significant difference between the BA group 150.95 ± 19.31 seconds and the PL group, 153.78 ± 13.08 (p= 0.8184). There was a strong positive linear correlation (r= 0.8995) and significant (p= 0.01492) between muscle carnosine content and performance. The present study shows that carnosine is a stable dipeptide in the skeletal muscle, which may take 16 weeks or longer to return to the baseline levels

A criação de equinos tem se desenvolvido ativamente no Brasil. Assim, o interesse dos proprietários em biotecnologias reprodutivas equinos vem aumentando. Entretanto, o sêmen equino tem baixa tolerância à criopreservação comparada com outras espécies, sendo o estresse oxidativo um entrave por seus efeitos deletérios sobre a célula espermática. Neste contexto, o plasma seminal possui antioxidantes que promovem um papel importante na proteção do espermatozoide. Porém o, durante o processo de criopreservação, o plasma seminal é retirado. Em estudo anterior verificamos que, na ausência do plasma seminal os espermatozoides equinos tornam-se mais susceptíveis ao estresse oxidativo, principalmente causado pelo malondialdeído (MDA), subproduto da oxidação de lipídeos. Um dos motivos para este resultado seria a retirada da carnosina, um dos principais antioxidantes responsáveis pela proteção contra o acúmulo de MDA e seus efeitos deletérios, presente no plasma seminal. O objetivo do presente estudo é identificar e quantificar carnosina no plasma seminal de garanhões e comparar as características seminais em diferentes grupos de bons e maus refrigeradores e congeladores, baseando-se na análise da motilidade posterior ao processo de refrigeração e congelação. Foram colhidos dois ejaculados de quarenta garanhões (idades entre 4 e 16 anos de idade). As variáveis analisadas foram cinética espermática pelo sistema CASA, avaliação funcional (coloração de eosina-nigrosina para membranas, fast-green/rosa bengala para acrossomos, coloração 3-3diaminobenzidina para atividade mitocondrial e SCSA&trade; para susceptibilidade a denaturação de cromatina) e avaliação do índice de peroxidação lipídica (TBARS) do espermatozoide e do plasma seminal. Também foram realizadas análises da integridade de membranas plasmática e acrossomal, e potencial de atividade mitocondrial pelas sondas fluorescentes PI, Hoescht 33342, FITC-PSA e JC-1 além da produção de (ROS) pelo espermatozoide com a sonda fluorescente CellRox. A carnosina do plasma seminal foi mensurada utilizando kit de ELISA Biomatik&reg; comercial. Foram comparados os grupos bons e maus refrigeradores, e bons e maus congeladores (p&le;0,05). Verificamos uma maior concentração de carnosina nos bons refrigeradores em relação aos que refrigeraram mau. Isso pode ter ocorrido pela maior concentração de TBARS no plasma seminal destes animais, possivelmente por um efeito fisiológico de reações de oxidação. Além disto, os bons refrigeradores apresentaram porcentagens significativamente maiores de células com alta atividade mitocondrial, acrossomo intacto e membrana intacta sugerindo um efeito benéfico da carnosina. Em relação ao efeito da congelação do sêmen, não foi observada diferença na concentração de carnosina entre os que congelaram bem ou não. Este resultado era esperado uma vez que, durante o processo de criopreservação do sêmen equino o plasma seminal é retirado. De fato, a maior porcentagem de células com lesão mitocondrial, de membrana e DNA lesado nos maus congeladores e as correlações entre as lesões e o estresse oxidativo pode indicar um mecanismo mitocondrial de geração de estresse oxidativo e consequente lesão das estruturas celulares. Conclui-se que a carnosina apresentou efeito protetor durante a refrigeração espermática protegendo contra injúrias causadas pela mesma e consequentemente é um dos fatores que melhora a qualidade espermática após 24 horas de refrigeração. / Equine breeding has been actively developing in Brazil, leading to increased interest in reproductive biotechnology. However, there is a limitation due to a tolerance of some stallions to cryopreservation, especially when compared to other species. In this context, oxidative stress represents an obstacle due to its deleterious effects on equine sperm. To counterattack such effect, seminal plasma has antioxidants that play an important role in protecting the sperm. However, during the cryopreservation process, the seminal plasma is withdrawn. In a previous study we verified that, in the absence of seminal plasma, equine spermatozoa are more susceptible to oxidative stress, mainly caused by malondialdehyde (MDA), a product of lipid oxidation. One of the reasons for this result would be the removal of carnosine present in the seminal plasma, one of the main antioxidants responsible for protection against the MDA accumulation and its deleterious effects. The objective of the present study was to identify and quantify carnosine in the seminal plasma of stallions and to compare the seminal characteristics in different groups of sperm samples with high and low tolerance to the cryopreservation or cooling, based on analysis of total motility after these processes. Two ejaculates of forty stallions (N= 80; ages between 4 and 16 years old) were collected. Each ejaculate was divided into two aliquots, one submitted to a 24h cooling and the other submitted to cryopreservation. The variables analyzed were: Computer Assisted Sperm Analysis (CASA system), functional evaluation (eosin-nigrosin stain for membranes, fast-green/rose bengal for acrosomes, 3-3\'diaminobenzidine staining for mitochondrial activity and SCSA&trade; for susceptibility to chromatin denaturation) and lipid peroxidation index (TBARS assay) of sperm and seminal plasma. Furthermore, plasma and acrossomal membranes integrities and mitochondrial membrane potential were also analyzed using the fluorescence probes PI, Hoescht 33342, FITC-PSA, JC-1 and ROS detection by CellRox fluorescent probes. Carnosine from the seminal plasma was measured using commercial Biomatik&reg; ELISA kit. Thus, samples with high and low tolerance were compared (p&le;0.05). We found a higher concentration of carnosine in good cooler compared to those showing low motility. This may have occurred in response to the higher concentration of TBARS in the seminal plasma of these animals, possibly due to a physiological effect of oxidation reactions. In addition, good coolers presented significantly higher percentages of cells with high mitochondrial activity, intact acrosome and intact membrane suggesting a beneficial effect of carnosine. Regarding the effect cryopreservation, no difference was observed between those with high and low post-thaw motility. This result was expected since, during the cryopreservation process of equine semen, the seminal plasma is removed. In fact, the higher percentage of cells with mitochondrial lesions, damaged membrane and fragmented DNA in bad freezers and the correlations between lesions and oxidative stress may indicate a mitochondrial mechanism of oxidative stress generation and consequent lesion of cellular structures. In conclusion, carnosine had a protective effect during sperm cooling, protecting against damages being probably one of the factors that improves sperm quality after 24 hours of refrigeration.