O tecido cerebral é altamente dependente de uma complexa rede vascular e um suprimento adequado de oxigênio, uma vez que o metabolismo oxidativo é a principal via de produção de ATP. Entretanto, durante o aumento da atividade neuronal existe uma relação não linear entre fluxo sanguíneo cerebral e consumo de oxigênio, verificado por tomografia de emissão de pósitrons e posteriormente por técnicas quantitativas de ressonância magnética nuclear. O aumento mais pronunciado do fluxo sanguíneo em comparação com o consumo de oxigênio levanta questões sobre a possibilidade de o oxigênio atuar como um fator limitante. Apesar dos efeitos devastadores da privação completa de oxigênio ao tecido cerebral dentro de minutos, a redução da disponibilidade de oxigênio por curtos períodos de tempo é comum em pacientes com apneia do sono e está associada como fator de risco à hipertensão e acidentes vasculares. Acreditamos que a obtenção de novas informações sobre o efeito da disponibilidade de oxigênio na regulação da resposta vascular e do metabolismo energético no cérebro humano in vivo é crucial para um melhor entendimento de aspectos básicos do metabolismo energético cerebral e sua relação com o sistema neurovascular. Nesta tese foi avaliado o impacto da redução da disponibilidade de oxigênio no acoplamento neurovascular e metabólico do cérebro humano saudável. Dois estudos foram realizados na presença de hipóxia moderada, com saturação sanguínea entre 80 a 85%, e normóxia como condição de controle. O primeiro utilizou técnicas quantitativas de ressonância magnética funcional (fMRI) em 3T para caracterizar a resposta vascular evocada de 9 sujeitos saudáveis perante a estimulação visual. O segundo visou caracterizar as concentrações metabólicas em repouso e também as alterações induzidas pela estimulação visual em 11 sujeitos, utilizando a técnica de espectroscopia de ressonância magnética funcional (fMRS) em 7T. Os dados de fMRI mostraram reduções significativas das áreas corticais recrutadas durante a hipóxia moderada, embora as áreas comuns às três técnicas que continuaram ativas demonstraram respostas com amplitude de fluxo e volume sanguíneos similares a normoxia. Além disto, a variação de consumo de oxigênio devido à estimulação visual foi menor durante a hipóxia. Tais achados potencialmente poderiam indicar diminuição da extensão do recrutamento neuronal, porém um novo desacoplamento entre atividade neuronal e a resposta vascular, ou seja, aumento da atividade neuronal sem uma mesma resposta vascular durante a hipóxia moderada não poderia ser descartado. O estudo de fMRS demonstrou alterações metabólicas (glutamato e lactato) induzidas pela estimulação similares em ambas as condições gasosas. Entretanto, alterações significativas nas concentrações de aspartato, glutamato e glutamina foram observadas entre as condições no repouso. A combinação dos achados de ambos os estudos aqui apresentados sugere que a hipóxia moderada não resulta na diminuição do recrutamento neuronal, pois variações similares de glutamato e lactato, considerados fortes marcadores do aumento de atividade neuronal, foram observadas durante hipóxia moderada. Entretanto, há evidências de que a disponibilidade reduzida de oxigênio leva a alterações no mecanismo do acoplamento vascular e também no metabolismo basal. Análises futuras serão necessárias para verificar se existe um mecanismo fisiológico que explica as alterações vasculares e metabólicas aqui observadas. / The cerebral tissue is highly dependent on a complex vascular network and a tight regulated supply of oxygen, since oxidative metabolism is the primary source of ATP synthesis. Increased neuronal activity leads to a well-established mismatch between CBF and CMRO2, measured by PET and nuclear magnetic resonance techniques. The much larger CBF evoked response as compared to CMRO2 response raises questions about the role played by oxygen as a potential limiting factor. Despite the devastating effects of intense hypoxia to cerebral tissue, moderate oxygen deprivation through short periods of time is frequent in chronic disorders such as obstructive sleep apnea and has been suggested to be a risk factor for morbidities such as hypertension and stroke. Identifying the impact of mild hypoxia on functional brain metabolism in the healthy human brain is a crucial step for understanding basics aspects of cerebral bioenergetics and its relationship with the neurovascular system. In this thesis we evaluate the impact of reduced oxygen availability in the neurovascular and metabolic coupling of the healthy human brain. Two studies were performed in the presence of mild hypoxia, with 80 to 85% arterial blood oxygen saturation, and normoxia as the control condition. The first study utilized functional Magnetic Resonance Imaging techniques (fMRI) at 3T to characterize the vascular response to visual stimulation in 9 subjects. The second study aimed at characterizing the neurochemical profile of the human brain and quantifying the stimulus-induced metabolic changes as measured by fMRS at 7T in 11 subjects. The fMRI data showed significant reductions in the recruited cortical areas during mild hypoxia, although activated areas in all three imaging modalities showed responses with similar amplitude of blood flow and volume from normoxia. In addition, the variation of oxygen consumption due to stimulation was smaller during mild hypoxia. These findings could potentially suggest decreased neuronal recruitment, although a new decoupling between neuronal activity and vascular response (i.e. similar neuronal recruitment with different vascular response) could not be discarded. The fMRS study showed similar stimulus-induced glutamate and lactate changes during both gas conditions. However, significant concentration differences were observed in aspartate, glutamate and glutamine during rest conditions. Finally, the combination of the data from the two studies herein presented suggests that mild hypoxia does not result in reduced neuronal recruitment despite the altered vascular response, as shown by the similar glutamate and lactate stimulus-induced responses, known to be strong markers of increased neuronal activity. However, there are evidences that support altered neurovascular coupling and metabolic concentrations during reduced oxygen availability at rest. Further analysis will be necessary to elucidate how the new steady state concentrations of aspartate, glutamate and glutamine could be linked to physiological mechanism that potentially alters the neurovascular response.

Tratamos ratos por 7 dias com injeções subcutâneas de óleos de soja (S) ou de girassol (G). Verificamos o desenvolvimento de resistência insulínica, com diminuição de GLUT4 e de sua translocação no tecido adiposo de ratos tratados com estes óleos, apesar de aumento no RNAm de GLUT4 no músculo e no tecido adiposo. O tratamento com girassol diminuiu RNAm de GLUT1 no adiposo, onde também diminuiu a quantidade de RNAm de NF-<font face=\"symbol\">kB. (outros fatores transcricionais não apresentaram alteração: PPAR<font face=\"symbol\">g, MEF2A e MF2D). Dosamos ácidos graxos no plasma, fígado (sem alterações), músculo (palmitoléico aumentou no grupo G; linolênico diminuiu no S e G e araquidônico aumentou no S) e adiposo (palmítico e esteárico aumentaram e linoleico diminuiu nos grupos S e G, além de aumentar a proporção saturados/ insaturados). / We treated rats for 7 days with subcutaneous soybean (SB) oil or sunflower (SF)oil injections. Insulin resistance was developed, with a decrease in GLUT4 quantity and translocation in adipose tissue in the rats treated with those oils, despite GLUT4 mRNA increase in muscle and adipose tissue. Sunflower treatment led to decrease in GLUT1mRNA in adipose tissue, where NF- <font face=\"symbol\">kB mRNA was also decreased (other transcriptional factors did not change: PPAR<font face=\"symbol\">g, MEF2A e MF2D). Fatty acids were measured in the plasma, the liver (no changes), muscle (palmitoleic increased in SF, linolenic decreased in SB and SF and arachidonic increased in SB) and adipose tissue (palmitic and stearic increased and linoleico decreased in SB and SF, besides increasing in saturated/ unsaturated ratio.

O tecido ósseo é afetado tanto pela obesidade como por tratamentos radicais, com acentuada perda de peso. A Cirurgia Bariátrica (CB) tem se mostrado mais efetiva para o tratamento da obesidade grave, mas com dados de deterioração de massa óssea e até aumento de risco de fraturas. Este estudo visou avaliar o impacto da perda rápida de peso induzida por CB em períodos recente (um ano) e tardio (cinco anos) sobre a massa óssea de sujeitos obesos. Em particular, houve interesse em investigar a associação da Adiposidade de Medula Óssea (AMO) com a massa óssea, sendo avaliados três grupos: um formado por indivíduos normais controles; um por obesos após o 1º ano de CB; e o grupo de obesos após o 5º ano de CB. Realizaram-se exames de densitometria óssea; espectroscopia por ressonância magnética de coluna e abdome; exames bioquímicos para avaliação da massa óssea, AMO, e gordura visceral e hepática; e avaliação hormonal e de fatores sistêmicos que influenciam o metabolismo ósseo e energético. Foi feito um ajuste da Densidade Mineral Óssea (DMO) pelo peso a partir do cálculo da taxa de DMO, dividido por quilo de peso, sendo a DMO QT maior no grupo Controle, intermediária no grupo 1º Ano CB e menor no grupo 5º Ano CB. Houve associação do peso com a DMO, mostrando a influência daquele sobre a massa óssea e presença de fratura por fragilidade nos grupos operados. Notaram-se o incremento de Paratormônio (PTH), a redução de calcemia em longo prazo e a correlação negativa de PTH com DMO de antebraço também em longo prazo. O telopeptídeo do colágeno tipo I (CTX) se correlacionou negativamente com a DMO L1-L4 no grupo 5º Ano CB, e não houve correlação entre os valores de insulina, osteocalcina, leptina, adiponectina e grelina com a massa óssea. Foi documentado o aumento de AMO nos pacientes submetidos à CB em longo prazo (cinco anos), além de associação negativa do constituinte saturado da AMO com a DMO L3. Constataram-se maiores valores de Tecido Adiposo Subcutâneo (TAS) nos obesos cirúrgicos, a despeito de quantidades semelhantes de Tecido Adiposo Visceral (TAV) em todos os grupos, sinalizando uma melhor composição corporal após a CB. A partir de um comportamento diferente de AMO, TAS e TAV, propõe-se a hipótese de que a AMO pode servir de depósito de energia nesse estado de deprivação/disabsorção. / Bone tissue is affected by both obesity and radical treatments, with marked loss of weight. Bariatric Surgery (BS) has been shown to be more effective for the treatment of severe obesity, but with data on bone mass deterioration and even an increased risk of fractures. The study aimed to evaluate the impact of rapid weight loss induced by BS in recent (one year) and late (five years) periods on the bone mass of obese subjects. In particular, there was an interest in investigating the association of Bone Marrow Adiposity (BMA) with bone mass, and three groups were evaluated: one was formed by normal control individuals; one for obese patients after the first year of BS; and the obese group after the 5th year of BS. Bone densitometry tests; magnetic resonance spectroscopy of spine and abdomen; biochemical tests for evaluation of bone mass, BMA, visceral and liver fat; and evaluation of hormonal and systemic factors that influence the bone and energy metabolism were performed. Bone Mineral Density (BMD) was adjusted by weight from the calculation of BMD rate, divided by kilogram of weight, with BMD QT being higher in the Control group, intermediate in the 1styear BS group and lower in the 5th-year BS group. There was an association between weight and BMD, showing its influence on bone mass and the presence of fracture by fragility in the operated groups. The increase in Parathormone (PTH), the reduction of calcemia in the long term and the negative correlation of PTH with the BMD of forearm were also noted in the long term. Telopeptide of type I procollagen (CTX) correlated negatively with L1-L4 BMD in the 5th-year BS group, and there was no correlation between insulin, osteocalcin, leptin, adiponectin and ghrelin levels with bone mass. It was documented the increase of BMA in patients submitted to BS in the long term (five years), besides a negative association of the saturated constituent of BMA with L3 BMD. Greater values of Subcutaneous Adipose Tissue (SAT) were observed in obese patients, despite similar amounts of Visceral Adipose Tissue (VAT) in all groups, signaling a better body composition after BS. From a different behavior of BMA, SAT and VAT, the proposed hypothesis is that BMA can serve as a deposit of energy in this state of deprivation/disabsorption.

Mitochondria are some of the most complex organelles of eukaryotic cell. They have their own genome and transcriptional apparatus and maintain several key cellular functions. A substantial part of cellular energetic metabolism happens in the mitochondria, as well as formation of iron-sulfur complexes, synthesis of several key molecules and they are also the essential organelles for the apoptotic pathway. In order to maintain the quality of proteins in their oxidative environment, mitochondria have developed a complex system of proteases that reaches all the mitochondrial compartments that degrade damaged proteins and thus promote mitochondrial turnover. The aim of this work was to characterise function of ClpP subunit of ClpXP matrix protease, which role was not yet extensively investigated in human cells. Therefore, we used RNA-interference to silence expression of ClpP in HEK 293 cells and then we performed rescue experiment during which we reintroduced ClpP in cells. Our results show that the ClpP subunit does not actively participate in apoptotic pathway, nevertheless it is essential for correct assembly of all the respiratory complexes as well as the quality of mitochondria itself. We have also shown that the system of mitochondrial proteases is highly functional and that a lack of ClpP...

La cellule cardiaque requiert un apport énergétique conséquent qui exige une production et un transfert énergétiques efficaces. Si la production de l’énergie dépend essentiellement des propriétés intrinsèques des mitochondries, il semblerait que l’efficacité du transfert d’énergie du site de production vers les sites consommateurs (ATPases) pourrait être liée à l’architecture spécifique du cardiomyocyte qui conduit à une organisation spatiale singulière des structures internes (mitochondries, réticulum sarcoplasmique, myofilaments). Pour comprendre ce qui lie la cytoarchitecture, la compartimentation cellulaire et la fonction contractile, il a été entrepris d’étudier l’architecture cellulaire et la signalisation énergétique de cardiomyocytes au cours du processus de maturation de la cytoarchitecture et dans un modèle présentant une désorganisation des structures intracellulaires. La première partie de ce travail, réalisée durant le développement postnatal de la souris, a permis de démontré qu’il existe une synchronisation parfaite entre la mise en place de la cytoarchitecture et la maturation fonctionnelle du transfert d’énergie par canalisation directe des nucléotides adényliques entre les mitochondries et les ATPases. Si cette étude apporte un élément qui tendrait à démontrer l’implication de l’architecture cellulaire dans l’efficacité des transferts d’énergie, elle a également mis en avant la maturation très précoce de l’énergétique cellulaire. La mitochondrie faisant partie intégrante de cette architecture et étant modelée par des mécanismes de fusion et de fission, la deuxième étape de ce travail de thèse a consisté à étudier l’implication de la morphologie mitochondriale dans l’énergétique du cardiomyocyte. Il a ainsi été montré que, chez la souris, la diminution d’expression de la protéine OPA1, impliquée dans la fusion mitochondriale, conduit à des perturbations de la morphologie mitochondriale qui n’affectent pas la fonction intrinsèque mitochondriale mais qui altèrent le système de canalisation directe entre les mitochondries et les ATPases des myofilaments. De manière générale, ces résultats démontrent clairement une dépendance des transferts d’énergie à l’architecture cellulaire spécifique de la cellule musculaire cardiaque. / The cardiac cell function requires a large amount of energy and therefore needs a high efficiency of energetic production and energetic transfer. While the energy production depends on the intrinsic properties of the mitochondria, it appears that the efficiency of energetic transfers from the main producers (mitochondria) to consumers (ATPases) could be related to the specific architecture of the cardiomyocyte, which ensures a unique spatial organization of internal structures (mitochondria, sarcoplasmic reticulum, myofilaments). In order to reveal the role of mitochondrial network organization in cardiac energy metabolism, we studied the cellular architecture and the energetic signalling of cardiomyocytes in the process of maturation of the cytoarchitecture and in a model which exhibits a perturbation of the mitochondrial dynamics. The first part of this work, which was performed during postnatal development of the mouse, showed the perfect synchronisation between the establishment of the cytoarchitecture and the maturation of the transfer of energy by direct channelling of adenine nucleotides between mitochondria and ATPases. While this study provides an element which would demonstrate the involvement of cellular architecture in the efficiency of energy transfer, it also highlighted the very early maturation of the energetic system of the cell. Knowing that the mitochondria are an integral part of the cell architecture and that the mitochondrial network is controlled by fusion and fission mechanisms, the second step of this work consisted in investigating the involvement of mitochondrial dynamics in cardiomyocyte energetics. Our work has shown that a decrease in expression of OPA1, a protein responsible for mitochondrial fusion, leads to disruption of mitochondrial morphology which does not affect intrinsic mitochondrial function but affects the direct channelling of ATP and ADP between mitochondria and ATPases of the myofilaments. Overall, these results clearly demonstrate that energy transfer in cardiomyocytes strictly depends on specific cellular architecture.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-09-19T20:22:37Z No. of bitstreams: 2 TESE LUCIANA DAMACENA SILVA (PDF).pdf: 994771 bytes, checksum: 9ea236448331d81f6039a107c7c58960 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-19T21:28:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 TESE LUCIANA DAMACENA SILVA (PDF).pdf: 994771 bytes, checksum: 9ea236448331d81f6039a107c7c58960 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-19T21:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE LUCIANA DAMACENA SILVA (PDF).pdf: 994771 bytes, checksum: 9ea236448331d81f6039a107c7c58960 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-26 / Biomphalaria snails act as intermediate hosts that harbor the Schistosoma mansoni parasite, the causative agent of schistosomiasis. As population increases, snails have their geographical distribution conditioned to the presence of calcium in the environment, which is essential for their energetic metabolism. The objective of this study was the assessment on the influence of exposure to different concentrations of CaCO3 (20, 40, 60, 80 and 100 mg/L) at different intervals (1, 14, 21 and 30 days) forthe concentrations of glucose, calcium, total proteins, urea, uric acid and creatinine in hemolymph B. glabrata. All substances were dosed using specific kits with a spectrophotometer reading at 545 nm. High performance liquid chromatography (HPLC) was the technique applied to quantify the presence of organic acids: pyruvate, oxaloacetate, citrate, succinate, fumarate, propionate, acetoacetate and βhydroxybutyrate in the hemolymph of mollusks exposed to CaCO3. Results revealed that the calcium concentration in the hemolymph did not present significant difference (p>0.05) with regard to control as well as to the concentrations assessed. The glucose concentration decreased (p<0.05) in exposures to 20mg and 40mg and increased in exposures to 80mg and 100mg of CaCO3 with regard to control. The organic acids pyruvate, oxaloacetate, citrate, succinate fumarate and lactate had their concentrations increased; propionate in turn had its concentration decreased set against control in exposure to CaCO3. In the exposures to the concentrations assessed, acetoacetate decreased and β-hidroxibutirato increased. Total proteins and urea presented decrease. The uric acid concentration increased in the exposure to 20mg of CaCO3; the creatinine concentration increased in the exposures to 40mg and 100mg of CaCO3. It was possible to conclude that snails exposed to different concentrations of CaCO3 had their major metabolic alterations occurring from the 14th day of exposure. / Moluscos do gênero Biomphalaria são conhecidos pelo seu papel como hospedeiro intermediário do parasito Schistosoma mansoni, causador da doença esquistossomose mansônica. O aumento da população desses moluscos, consequentemente sua distribuição geográfica está condicionada a presença de cálcio no mbiente, também considerado um elemento essencial no metabolismo energético do molusco. Este estudo teve por objetivo avaliar a influência da exposição às diferentes concentrações de CaCO3 (20, 40, 60, 80 e 100 mg/L), em diferentes intervalos de tempo (1, 14, 21 e 30 dias) sobre às concentrações de glicose, cálcio, proteínas totais, ureia, ácido úrico e creatinina na hemolinfa de B. glabrata, ambas as substâncias foram dosadas através de kits específicos e lidas em espectrofotômetro em 545 nm. Através da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), foi quantificado a presença de ácidos orgânicos: piruvato, oxaloacetato, citrato, succinato, fumarato, propionato, acetoacetato e β-hidroxibutirato na hemolinfa dos moluscos expostos ao CaCO3. Os resultados demonstraram que a concentração de cálcio na hemolinfa não apresentou diferença significativa (p>0,05) em relação ao controle, bem como, entre as concentrações testadas. A concentração de glicose diminuiu (p<0,05) nas exposições a 20mg e 40mg e aumentou nas exposições a 80mg e 100mg de CaCO3 em relação ao controle. Os ácidos orgânicos piruvato, oxaloacetato, citrato, succinato, fumarato e lactato tiveram suas concentrações aumentadas e propionato diminuída comparada ao controle na exposição ao CaCO3. A concentração de acetoacetato diminuiu e a de β-hidroxibutirato aumentou na exposição às concentrações testadas. Houve diminuição na concentração de proteínas totais e de ureia. A concentração de ácido úrico aumentou na exposição a 20mg de CaCO3 e, a concentração de creatinina aumentou nas exposições à 40mg e 100mg de CaCO3. Concluiu-se que moluscos expostos às diferentes concentrações de CaCO3, principalmente a partir de 14 dias, alteram o metabolismo como acontece em situações de estresse fisiológico, com a finalidade de regular o sistema redox do molusco.

Objetivos: Medir o gasto e estimar a ingestão energética de adolescentes asmáticos com excesso de peso e comparar com asmáticos eutróficos e não asmáticos com excesso de peso. Metodologia: Estudo transversal incluindo 69 adolescentes de 10 a 18 anos. Foram comparados três grupos que foram pareados. Para avaliação nutricional utilizaram-se medidas antropométricas e de composição corporal. O gasto energético foi medido por calorimetria indireta e a ingestão energética estimada por inquéritos alimentares. Resultados: Cada grupo era composto por 23 adolescentes, sendo 13 do sexo masculino, com média de idade 12,39±2,40 anos. Os resultados a seguir são apresentados, respectivamente, para os grupos: asmáticos com excesso de peso; asmáticos eutróficos e não asmáticos com excesso de peso: índice de massa corporal (24,83 ± 2,73Kg/m2), (19,01 ± 2,10 Kg/m2) e (25,35 ± 3,66Kg/m2); gasto energético de repouso (GER) (1550,24±547,23Kcal/dia), (1540,82±544,22Kcal/dia) e (1697,24 ± 379,84Kcal/dia); estimativa da ingestão energética (2068,75± 516,66Kcal/dia), (2174,05± 500,55Kcal/dia) e (1673,17 ± 530,68Kcal/dia). O GER não foi estatisticamente diferente entre os grupos, mesmo quando ajustado pela massa magra e massa gorda (f=0,186; p=0,831). Somente nos grupos dos adolescentes asmáticos, a estimativa da ingestão energética foi maior que o GER. Conclusão: O GER foi semelhante entre os grupos. A estimativa da ingestão energética dos adolescentes asmáticos foi maior que o GER. / Objectives: To measure resting energy expenditure and calculate caloric intake of asthmatic adolescents with excess body weight and compare results with those of groups of adolescents eutrophic asthmatics and no-asthmatic adolescents with excess body weight. Methods: Cross-sectional study with 69 adolescents aged 10 to 18 years divided into three matched groups. Nutritional status was assessed using anthropometric and body composition measurements. Indirect calorimetry was used to measure energy expenditure; caloric intake was estimated from dietary recalls. Results: In each group, there were 23 adolescents (10 girls) aged 12.39±2.40 years. Results for each group (asthmatic adolescents with excess body weight; adolescents eutrophic asthmatics; and no-asthmatic adolescents with excess body weight) were, respectively: Body mass index = 24.83±2.73 kg/m2, 19.01±2.10 kg/m2, and 25.35±3.66 kg/m2; resting energy expenditure (REE) = 1550.24±547.23 kcal/day, 1540.82±544.22 kcal/day, and 1697.24±379.84 kcal/day; estimated caloric intake = 2068.75±516.66 kcal/day, 2174.05±500.55 kcal/day, and 1673.17±530.68 kcal/day. REE between groups was not statistically different, not even after correction for lean mass and fat mass (F=0.186; P=0.831). Estimated caloric intake was greater than REE only in the group of adolescents with asthma. Conclusion: REE was not significantly different between groups. Estimated caloric intake was greater than REE in the group of adolescents with asthma.

The aim of the thesis was to elucidate the occurrence of adipokinetic hormones in the spruce bark beetle (Ips typographus) by competitive ELISA and LC/MS analysis. Total lipid and carbohydrate content as well as levels of glucose, trehalose and glycogen were measured to characterize physiological changes during particular phases of the life cycle.

Objetivos: Medir o gasto e estimar a ingestão energética de adolescentes asmáticos com excesso de peso e comparar com asmáticos eutróficos e não asmáticos com excesso de peso. Metodologia: Estudo transversal incluindo 69 adolescentes de 10 a 18 anos. Foram comparados três grupos que foram pareados. Para avaliação nutricional utilizaram-se medidas antropométricas e de composição corporal. O gasto energético foi medido por calorimetria indireta e a ingestão energética estimada por inquéritos alimentares. Resultados: Cada grupo era composto por 23 adolescentes, sendo 13 do sexo masculino, com média de idade 12,39±2,40 anos. Os resultados a seguir são apresentados, respectivamente, para os grupos: asmáticos com excesso de peso; asmáticos eutróficos e não asmáticos com excesso de peso: índice de massa corporal (24,83 ± 2,73Kg/m2), (19,01 ± 2,10 Kg/m2) e (25,35 ± 3,66Kg/m2); gasto energético de repouso (GER) (1550,24±547,23Kcal/dia), (1540,82±544,22Kcal/dia) e (1697,24 ± 379,84Kcal/dia); estimativa da ingestão energética (2068,75± 516,66Kcal/dia), (2174,05± 500,55Kcal/dia) e (1673,17 ± 530,68Kcal/dia). O GER não foi estatisticamente diferente entre os grupos, mesmo quando ajustado pela massa magra e massa gorda (f=0,186; p=0,831). Somente nos grupos dos adolescentes asmáticos, a estimativa da ingestão energética foi maior que o GER. Conclusão: O GER foi semelhante entre os grupos. A estimativa da ingestão energética dos adolescentes asmáticos foi maior que o GER. / Objectives: To measure resting energy expenditure and calculate caloric intake of asthmatic adolescents with excess body weight and compare results with those of groups of adolescents eutrophic asthmatics and no-asthmatic adolescents with excess body weight. Methods: Cross-sectional study with 69 adolescents aged 10 to 18 years divided into three matched groups. Nutritional status was assessed using anthropometric and body composition measurements. Indirect calorimetry was used to measure energy expenditure; caloric intake was estimated from dietary recalls. Results: In each group, there were 23 adolescents (10 girls) aged 12.39±2.40 years. Results for each group (asthmatic adolescents with excess body weight; adolescents eutrophic asthmatics; and no-asthmatic adolescents with excess body weight) were, respectively: Body mass index = 24.83±2.73 kg/m2, 19.01±2.10 kg/m2, and 25.35±3.66 kg/m2; resting energy expenditure (REE) = 1550.24±547.23 kcal/day, 1540.82±544.22 kcal/day, and 1697.24±379.84 kcal/day; estimated caloric intake = 2068.75±516.66 kcal/day, 2174.05±500.55 kcal/day, and 1673.17±530.68 kcal/day. REE between groups was not statistically different, not even after correction for lean mass and fat mass (F=0.186; P=0.831). Estimated caloric intake was greater than REE only in the group of adolescents with asthma. Conclusion: REE was not significantly different between groups. Estimated caloric intake was greater than REE in the group of adolescents with asthma.

O tecido cerebral é altamente dependente de uma complexa rede vascular e um suprimento adequado de oxigênio, uma vez que o metabolismo oxidativo é a principal via de produção de ATP. Entretanto, durante o aumento da atividade neuronal existe uma relação não linear entre fluxo sanguíneo cerebral e consumo de oxigênio, verificado por tomografia de emissão de pósitrons e posteriormente por técnicas quantitativas de ressonância magnética nuclear. O aumento mais pronunciado do fluxo sanguíneo em comparação com o consumo de oxigênio levanta questões sobre a possibilidade de o oxigênio atuar como um fator limitante. Apesar dos efeitos devastadores da privação completa de oxigênio ao tecido cerebral dentro de minutos, a redução da disponibilidade de oxigênio por curtos períodos de tempo é comum em pacientes com apneia do sono e está associada como fator de risco à hipertensão e acidentes vasculares. Acreditamos que a obtenção de novas informações sobre o efeito da disponibilidade de oxigênio na regulação da resposta vascular e do metabolismo energético no cérebro humano in vivo é crucial para um melhor entendimento de aspectos básicos do metabolismo energético cerebral e sua relação com o sistema neurovascular. Nesta tese foi avaliado o impacto da redução da disponibilidade de oxigênio no acoplamento neurovascular e metabólico do cérebro humano saudável. Dois estudos foram realizados na presença de hipóxia moderada, com saturação sanguínea entre 80 a 85%, e normóxia como condição de controle. O primeiro utilizou técnicas quantitativas de ressonância magnética funcional (fMRI) em 3T para caracterizar a resposta vascular evocada de 9 sujeitos saudáveis perante a estimulação visual. O segundo visou caracterizar as concentrações metabólicas em repouso e também as alterações induzidas pela estimulação visual em 11 sujeitos, utilizando a técnica de espectroscopia de ressonância magnética funcional (fMRS) em 7T. Os dados de fMRI mostraram reduções significativas das áreas corticais recrutadas durante a hipóxia moderada, embora as áreas comuns às três técnicas que continuaram ativas demonstraram respostas com amplitude de fluxo e volume sanguíneos similares a normoxia. Além disto, a variação de consumo de oxigênio devido à estimulação visual foi menor durante a hipóxia. Tais achados potencialmente poderiam indicar diminuição da extensão do recrutamento neuronal, porém um novo desacoplamento entre atividade neuronal e a resposta vascular, ou seja, aumento da atividade neuronal sem uma mesma resposta vascular durante a hipóxia moderada não poderia ser descartado. O estudo de fMRS demonstrou alterações metabólicas (glutamato e lactato) induzidas pela estimulação similares em ambas as condições gasosas. Entretanto, alterações significativas nas concentrações de aspartato, glutamato e glutamina foram observadas entre as condições no repouso. A combinação dos achados de ambos os estudos aqui apresentados sugere que a hipóxia moderada não resulta na diminuição do recrutamento neuronal, pois variações similares de glutamato e lactato, considerados fortes marcadores do aumento de atividade neuronal, foram observadas durante hipóxia moderada. Entretanto, há evidências de que a disponibilidade reduzida de oxigênio leva a alterações no mecanismo do acoplamento vascular e também no metabolismo basal. Análises futuras serão necessárias para verificar se existe um mecanismo fisiológico que explica as alterações vasculares e metabólicas aqui observadas. / The cerebral tissue is highly dependent on a complex vascular network and a tight regulated supply of oxygen, since oxidative metabolism is the primary source of ATP synthesis. Increased neuronal activity leads to a well-established mismatch between CBF and CMRO2, measured by PET and nuclear magnetic resonance techniques. The much larger CBF evoked response as compared to CMRO2 response raises questions about the role played by oxygen as a potential limiting factor. Despite the devastating effects of intense hypoxia to cerebral tissue, moderate oxygen deprivation through short periods of time is frequent in chronic disorders such as obstructive sleep apnea and has been suggested to be a risk factor for morbidities such as hypertension and stroke. Identifying the impact of mild hypoxia on functional brain metabolism in the healthy human brain is a crucial step for understanding basics aspects of cerebral bioenergetics and its relationship with the neurovascular system. In this thesis we evaluate the impact of reduced oxygen availability in the neurovascular and metabolic coupling of the healthy human brain. Two studies were performed in the presence of mild hypoxia, with 80 to 85% arterial blood oxygen saturation, and normoxia as the control condition. The first study utilized functional Magnetic Resonance Imaging techniques (fMRI) at 3T to characterize the vascular response to visual stimulation in 9 subjects. The second study aimed at characterizing the neurochemical profile of the human brain and quantifying the stimulus-induced metabolic changes as measured by fMRS at 7T in 11 subjects. The fMRI data showed significant reductions in the recruited cortical areas during mild hypoxia, although activated areas in all three imaging modalities showed responses with similar amplitude of blood flow and volume from normoxia. In addition, the variation of oxygen consumption due to stimulation was smaller during mild hypoxia. These findings could potentially suggest decreased neuronal recruitment, although a new decoupling between neuronal activity and vascular response (i.e. similar neuronal recruitment with different vascular response) could not be discarded. The fMRS study showed similar stimulus-induced glutamate and lactate changes during both gas conditions. However, significant concentration differences were observed in aspartate, glutamate and glutamine during rest conditions. Finally, the combination of the data from the two studies herein presented suggests that mild hypoxia does not result in reduced neuronal recruitment despite the altered vascular response, as shown by the similar glutamate and lactate stimulus-induced responses, known to be strong markers of increased neuronal activity. However, there are evidences that support altered neurovascular coupling and metabolic concentrations during reduced oxygen availability at rest. Further analysis will be necessary to elucidate how the new steady state concentrations of aspartate, glutamate and glutamine could be linked to physiological mechanism that potentially alters the neurovascular response.