Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diabetes mellitus (DM) consists of a group of syndromes characterized by hyperglycemia, altered lipid metabolism, carbohydrates, proteins, and an increased risk of complications. The aqueous extract of Vochysia rufa (AEVR), has been used to treat DM due to its hypoglycemic effect. Despite the popular use, there is a lack of information regarding the effect of AEVR in liver. The aim of this study was evaluate the effects of AEVR in oxidative stress, apoptosis index and morphological alterations in liver of rats. The animals were divided in six groups: non- (ND) and diabetic (DB) treated with AEVR (500mg/kg), glibenclamide (6mg/kg) and water. The rats were treated during 43 days. Liver was removed and stored at -80ºC to oxidative stress analysis. And fixed in 10% phosphate-buffered formalin, than were processed, embedded in paraffin, sectioned at 4μm and stained with hematoxylin and eosin for histological examination under a light microscope. Nuclei of hepatic cells were isolated and analyzed by flow cytometry to determine the apoptotic index. The DB group shows an increase in activity of antioxidant enzymes GPx, SOD and lipid peroxidation (TBARS), and decrease in GHS, GST, CAT rates. On the other hand, the DB-AEVR group got this oxidative parameters restored to normal levels. Although, a decreased apoptotic index was observed in DB group, and an increased in ND-GB group. And was observed a reduction of apoptosis in this groups: ND-AEVR, DB-AEVR and DB-GB. Histological analysis demonstrated there wasn't difference in groups. According to experimental conditions, the AEVR was efficient to reduce oxidative stress induced by STZ, apparently has an anti-apoptotic effect, and weren't observed pathologic changes in hepatic tissue. / O Diabetes Mellitus (DM) é caracterizado pelo aumento significativo de glicose circulante no sangue, resultado de anormalidades na secreção e/ou ação da insulina. O extrato aquoso de Vochysia rufa (EAVR) tem sido utilizado popularmente para o tratamento do diabetes, no entanto, existem poucos estudos demonstrando o efeito dessa planta para o fígado. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos do EAVR no estresse oxidativo e alterações histopatológicas em fígado de ratos. Os animais foram divididos em seis grupos: (n = 10): não-diabético (ND) e diabético (DB) tratado via gavagem com o EAVR (500 mg/kg), glibenclamida (6mg/kg) e não tratados. O tratamento foi de 43 dias. Após o sacrifício, o fígado foi dissecado, pesado e armazenado a -80ºC para avaliação do estresse oxidativo. E fixado em formaldeído tamponado a 10%, sendo posteriormente processado para análise histológica. Os núcleos dos hepatócitos foram isolados e avaliados, por meio da citometria de fluxo, para determinação do índice de apoptose. No grupo DB houve aumento da atividade das enzimas SOD, GPx, e peroxidação lipídica (TBARS), e diminuição da atividade das enzimas CAT, GST e nos níveis de GSH, evidenciando a ocorrência do estresse oxidativo devido ao diabetes induzido por STZ. Por outro lado, no grupo DB-EAVR evidenciou-se uma restauração dos parâmetros analisados a níveis próximos do grupo ND. Não foram evidenciadas alterações histopatológicas significativas nos grupos estudados. No entanto, houve menor índice de apoptose nos grupos DB, ND-EAVR, DB-EAVR e DB-GB, enquanto que houve maior frequência de apoptose para o grupo ND-GB. Em conclusão, o tratamento dos animais diabéticos com o extrato aquoso de Vochysia rufa foi eficiente para restaurar os níveis normais das enzimas relacionadas à defesa antioxidante, bem como o extrato apresentou efeito antiapoptótico, porém não exibiu efeito significativo no peso corporal e na morfologia do fígado. / Mestre em Biologia Celular e Estrutural Aplicadas

Orientadora: Profª. Drª. Tatiana Lima Ferreira / Coorientador: Prof. Dr. Daniel Carneiro Carrettiero / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Neurociência e Cognição, São Bernardo do Campo, 2018. / A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa caracterizada por múltiplos déficits cognitivos, como prejuízo da memória operacional, espacial e emocional. As principais características histopatológicas da DA são o surgimento das placas amilóides e dos emaranhados neurofibrilares. Os emaranhados se originam do acúmulo da proteína tau fosforilada (p-tau), que ocorre devido a falhas nas suas vias de degradação, como a via BAG2/HSP70. Esse acúmulo de p-tau no progresso da DA é parte fundamental do surgimento e agravamento de processos neurodegenerativos como perda sináptica e neuronal, relacionada à piora do comprometimento cognitivo. Os compostos canabinóides tem importante papel no progresso da DA, regulando processos cognitivos, inflamatórios e de degradação de p-tau. Uma redução da quantidade de anandamida (ANA) um endocanabinóide, no encéfalo de humanos está correlacionada com o déficit cognitivo associado à DA. Além disso, uma das formas da ANA exercer seu papel neuroprotetor em processos neuropatológicos seria aumentando os níveis de HSP70, chaperona envolvida na degradação de p-tau. A maioria dos estudos que investigo Os animais que receberam STZ tiveram déficits nos testes de reconhecimento de novo objeto (RNO), latência de escape no labirinto em cruz elevada (LCE) e condicionamento de medo ao som e a injeção de ANA recuperou os prejuízos no RNO e no LCE. O condicionamento de medo ao contexto e a inibição pré-pulso não foram alterados pela STZ e/ou ANA. STZ também induziu alargamento ventricular, redução de receptores canabinóides do tipo 1 e das proteínas sinápticas sinaptofisina e sintaxina. ANA preveniu o aumento do ventrículo e a diminuição de sintaxina. Os níveis de SNAP-25 não foram modificados por ANA e/ou STZ. A respeito da via de degradação da ptau, STZ aumentou os níveis de p-tau Ser 396 e diminuiu p-tau Ser199/202, HSP70 e BAG2. A ANA não preveniu nenhum desses efeitos, apenas acentuou a redução de BAG2. A quantidade de tau total permaneceu inalterada pelos tratamentos. Os resultados sugerem que o sistema endocanabinóide pode estar envolvido nos efeitos induzidos pela STZ, pois, embora a ANA não tenha conseguido prevenir algumas alterações cognitivas observadas na DA esporádica, ela evitou parcialmente as deficiências cognitivas induzidas pela STZ e as alterações no volume ventricular e nos marcadores sinápticos. A relação desse sistema com a degradação de p-tau ainda permanece não esclarecida e são necessários mais estudos para melhor compreensão do substrato neurobiológico pelo qual a ANA poderia exercer sua atividade neuroprotetora. .Assim, este estudo fortalece o uso de STZ como modelo de DA esporádica e corrobora o potencial do sistema endocanabinóide como um importante alvo terapêutico para a DA. / Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by multiple cognitive deficits, such as impairment of working, spatial and emotional memory. The main histopathological features of AD are the appearance of amyloid plaques and neurofibrillary tangles. The tangles are originated from the accumulation of phosphorylated tau protein (p-tau), which occurs due to failures in its degradation mechanisms, such as the BAG2/HSP70 pathway. This accumulation of p-tau in AD progress is a fundamental part of the onset and aggravation of neurodegenerative processes, including synaptic and neuronal loss, related to the worsening of cognitive impairment. Cannabinoid compounds play an important role in the pathological progression of AD, regulating cognitive and inflammatory processes and p-tau degradation. A reduction in the amount of anandamide (ANA), an endocannabinoid, in the brain of humans is correlated to the cognitive deficit associated with AD. In addition, one of the ways ANA exert its neuroprotective role in neuropathological processes would be by increasing the levels of HSP70, chaperone involved in the degradation of p-tau. Most studies investigating the role of the endocannabinoid system in AD have used transgenic animals, which are more correlated to familial AD, and are not ideal models to mimic sporadic AD, which is the multifactorial form of the disease, corresponding to more than 95% of the cases. The sporadic DA model based on the intracerebroventricular (icv) injection of streptozotocin (STZ) mimics the cognitive, metabolic, synaptic and histopathological changes of the AD. However, little is known about the role the endocannabinoid system in the changes observed in this model. Thus, the objective of the present study was to evaluate the possible preventive effect of ANA on cognitive changes, synaptic loss and alterations in the HSP70/BAG2 pathway of p-tau degradation in a sporadic AD model. Thus, Wistar rats received ANA and/or STZ icv in the same surgery and after 30 days had their cognitive performance evaluated. Afterwards, they were euthanized and their brains were removed for histological analysis and the hippocampus were used for Western blotting analysis of the onditioning tests and ANA injection recovered the impairments of the performance in NOR and EPM. Contextual fear conditioning and pre-pulse inhibition were not altered by STZ and/or ANA. STZ also induced ventricular enlargement and reduced the levels of cannabinoid receptors of type 1 and of the synaptic proteins synaptophysin and syntaxin. ANA prevented ventricular enlargement and the decrease of syntaxin levels. SNAP-25 levels were not modified by ANA and/or STZ. Regarding the degradation pathway of p-tau, STZ increased p-tau Ser 396 and decreased p-tau Ser199 / 202, HSP70 and BAG2. ANA did not prevent any of these effects, only accentuated the reduction of BAG2. The total levels of tau remained unchanged by the treatments. The results suggest that the endocannabinoid system may be involved in the STZ-induced effects because, although ANA failed to prevent some cognitive changes in sporadic AD, it partially inhibited STZ-induced cognitive deficits and changes in ventricular volume and in the synaptic markers. The relationship of this system to the degradation of p-tau remains unclear and further studies are needed to better understand the neurobiological substrate by which ANA could exert its neuroprotective activity. Thus, this study strengthens the use of STZ as a sporadic DA model and corroborates the potential of the endocannabinoid system as an important therapeutic target for AD.

Diabetes mellitus (DM) is a metabolic disorder of multiple etiology characterized by chronic hyperglycemia resulting from deficiency of insulin production and/or action. This state of hyperglycemia may cause a variety of cardiovascular, renal, neurological and eye complications. Adenosine deaminase (ADA) is an important enzyme responsible for regulation the levels of adenosine (ado) an important component of the system purinergic nucleoside. Changes in ADA activity has been demonstrated in several diseases, including DM. The Rutin (RT) is an abundant polyphenolic flavonoid found in food that exhibits multiple pharmacological activities including antibacterial, antitumoural, vasodilator and hepatoprotective activities. The objective of this study was to investigate the effect of RT on the activity of ADA in serum, tissues and biochemical parameters in models of diabetes induced by streptozotocin (STZ). Diabetes was induced in rats by an intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ). RT (100 mg/kg/day) and glibenclamide (10mg/kg/day) were administered for 30 days, except for control groups (non diabetic and diabetic). Six groups of rats were used in the study and grouped based on fasting blood glucose levels after diabetes induction. The results showed an increase in ADA activity in serum and liver of diabetic rats, like transaminases (AST, ALT), -glutamyltransferase (-GT) and glucose. The RT at a concentration of 100 mg/kg was able to reduce the ADA activity in serum and liver tissue when compared with the diabetic control. The protective effect of RT was also observed increases the activity of enzymes ALT and -GT. Significant reductions were also observed in total cholesterol and LDL-cholesterol as well as in blood glucose levels in the diabetic group treated with RT. The results suggest that RT can improve hyperglycemia and hyperlipidemia, and restoring damaged liver function, as well as prevents the increase in ADA activity in serum and liver tissue on diabetic rats treated with this flavonoid. / O Diabetes mellitus (DM) é uma disfunção metabólica de múltipla etiologia caracterizado por hiperglicemia crônica resultante da deficiência da produção e/ou ação da insulina. Esse estado de hiperglicemia pode provocar uma série de complicações cardiovasculares, renais, neurológicas e oculares. A Adenosina deaminase (ADA) é uma importante enzima responsável por regular os níveis de adenosina (ado), um importante nucleosídeo componente do sistema purinérgico. Alterações na atividade da ADA têm sido demonstradas em várias doenças, incluindo o DM. A rutina (RT) é um flavonoide polifenólico abundante nos alimentos que exibe múltiplas atividades farmacológicas como atividade antibacteriana, antitumoral, vasodilatadora e hepatoprotetora. O objetivo deste estudo foi verificar o efeito da RT sobre a atividade da ADA sérica e tecidual e parâmetros bioquímicos em modelos de diabetes induzidos por estreptozotocina (STZ). O diabetes foi induzido através de injeção única intraperitoneal (i.p.) de 55 mg/kg de STZ. A RT (100 mg / kg / dia) e a glibenclamida (10mg/kg/dia) foram administradas durante 30 dias, com exceção dos grupos controles (não diabéticos e diabéticos). Seis grupos de ratos foram utilizados no estudo e agrupados com base nos níveis de glicose em jejum após a indução de diabetes. Os resultados demonstraram um aumento na atividade da ADA no soro e no fígado de ratos diabéticos, assim como das transaminases (AST, ALT), -glutamiltransferase (-GT) e glicose. A RT na concentração de 100 mg/kg foi capaz de reduzir a atividade sérica e em tecido hepático da ADA quando comparado com o controle. O efeito protetor da RT também foi observado sobe a atividade das enzimas ALT e -GT. Reduções significativas foram observadas no colesterol total e LDL-colesterol, bem como, na concentração sérica de glicose no grupo diabético tratado com RT. Os resultados sugerem que a RT pode melhorar a hiperglicemia e dislipidemia, restabelecer danos à função hepática, bem como é capaz de prevenir o aumento da atividade da ADA no soro e no fígado de ratos diabéticos tratados com este flavonoide.

O diabetes mellitus tipo I (DMI) é uma doença crônica autoimune caracterizada por hiperglicemia devido à destruição das células beta pancreáticas produtoras de insulina. Ao final de 30 dias da indução do diabetes por estreptozotocina, os macrófagos peritoneais residentes dos animais diabéticos apresentaram aumento de RNAm de citocinas e quimiocinas inflamatórias, secreção de óxido nítrico, expressão de NLRP3, iNOS e PARP1 e da atividade da via glicolítica. Perfil pró-inflamatório também foi observado em macrófagos peritoneais de animais NOD (non-obese diabetic). Camundongos diabéticos deficientes em NLRP3 (NLRP3 KO) apresentaram diminuição na expressão de iNOS, PARP1 e na produção de NO em relação aos macrófagos dos animais diabéticos selvagens. O estado diabético tipo I influenciou o perfil dos macrófagos peritoneais residentes, causando aumento na produção de NO, via NLRP3-PARP1-iNOS, expressão de citocinas pró-inflamatórias, receptores de quimiocinas e da atividade glicolítica. O tratamento com DHA (ômega-3) ex-vivo reverteu este perfil e atenuou o quadro pró-inflamatório por diminuição da produção de NO e da expressão de citocinas pró-inflamatórias. / Type I diabetes mellitus (DMI) is a chronic autoimmune disease characterized by hyperglycemia due to the destruction of insulin-producing pancreatic beta cells. At the end of 30 days after type I diabetes induced by streptozotocin, macrophages from diabetic animals had increased expressions of inflammatory cytokines and chemokines, secretion of nitric oxide, expression of NLRP3, iNOS and PARP1, and glycolytic activity compared to the cells from control animals. Proinflammatory features was also observed in peritoneal macrophages of NOD (non-obese diabetic) animals. Macrophages from NLRP3 deficient diabetic mice (NLRP3 KO) had decreased expression of iNOS, PARP1 and of NO production when compared to cells from wild type animals. The type I diabetic state led to a proinflammatory feature in resident peritoneal macrophages by increasing NO production, via the NLRP3-PARP1-iNOS pathway, expressions of proinflammatory cytokines, chemokine receptors and glycolytic activity. In contrast, ex-vivo treatment with DHA (omega-3) reversed this profile and attenuated the proinflammatory state by reducing NO production and expression of proinflammatory cytokines.

Introdução: O diabetes mellitus (DM) é uma doença crônica caracterizada pela hiperglicemia associada a diversas alterações sistêmicas e uma das suas complicações é o processo de reparo ósseo comprometido. Entretanto, ainda não há estudos utilizando análises celulares e biomoleculares que avaliem o processo de reparo ósseo desta desordem metabólica quando associada à expansão rápida da maxila (ERM). Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a remodelação óssea e sinalização osteogênica durante a aplicação de mecânica ortodôntica para ERM em ratos diabéticos tipo1- induzidos. Material e Métodos: Cento e cinquenta ratos Wistar, machos, foram divididos aleatoriamente em seis grupos de estudo. Grupos: controle (C, n=30), veículo (V, n=15), diabetes mellitus tipo 1 induzido com estreptozotocina (D, n=30), controle submetido à ERM (Cd, n=30), veículo submetido à ERM (Vd, n=15) e diabetes mellitus tipo 1 induzido com estreptozotocina submetido à ERM (Dd, n=30). Os animais foram eutanasiados aos 3, 7 e 10 dias após ERM . Análises histológicas, mudanças no padrão de expressão gênica e proteica de osteoprotegerina, (OPG), RANK, RANKL, osteonectina (ONC), osteocalcina (OCC), sialoproteína óssea (BSP), osteopontina (OPN) e proteína morfogenética óssea 2 (BMP2), assim como as mudanças no peso corporal, na ingestão de água na glicemia foram avaliadas. A análise da expressão gênica e proteica foram realizadas por qRT-PCR e Western Blotting, respectivamente. Os dados foram submetidos ao teste estatístico ANOVA de duas vias e pós-teste de Tukey (α= 0,05). Resultados: Histologicamente no grupo Dd foi notado maior reabsorção óssea, com diversas áreas em degradação com ausência de osteoblastos, intensa atividade de reabsorção óssea solapante, presença de osteoclastos, células inflamatórias associada ao comprometimento da formação óssea quando comparado aos grupos D e Cd. Estes resultados foram confirmados também nos achados moleculares, uma vez que algumas sinalização gênicas e proteicas relacionadas a osteogênese foram reduzidas, ao passo que a sinalização osteoclastogênica foi estimulada, principalmente no período inicial de reparo ósseo. No grupo D, o processo de formação ósseo estava atrasado comparado ao grupo C, devido a alteração da expressão dos genes e proteínas que regulam o catabolismo e anabolismo ósseo, haja vista que havia maior presença de tecido ósseo imaturo e maior quantidade de áreas de remodelação ativa até o período mais tardio de estudo. No grupo Cd foi observado remodelação óssea, caracterizada por um tecido desorganizado na região da sutura palatina mediana, com intensas áreas inflamatórias, hemorrágicas e reabsortivas comparado ao grupo C. Contudo, até o período de 10 dias pós abertura da sutura, não foi possível observar o completo preenchimento do gap sutural por tecido ósseo. Estes resultados histológicos foram observados na sinalização de genes e proteínas no grupo Cd, uma vez que estes biomarcadores de formação e reabsorção óssea estavam alterados quando comparados aos grupos C e Dd. Conclusões: O DM alterou a sinalização para o metabolismo ósseo e atrasou o processo de reparo após ERM. Estes resultados reforçam a necessidade de avaliar o status do metabolismo ósseo dos pacientes durante tratamento ortopédico e/ ou ortodôntico, visto que a aplicação destas forças na presença do DM podem promover efeitos indesejáveis. / Background: Diabetes mellitus (DM) is a disease associated with several disorders of health in humans and one of the most important is the jeopardizing of bone formation. However, to the best of our knowledge there is no information about the influence of diabetes on orthodontic and orthopedic treatment at cellular and molecular levels. Objective: The aim of this study was to evaluate bone remodeling process in palatal suture during orthopedic mecanotherapy in rats with type 1-induced diabetes mellitus. Material and Methods: One hundred and fifty Wistar male rats were randomly assigned to six groups. Groups: control (C, n=30), vehicle (B, n=15), type 1-induced diabetes mellitus using streptozotocin (D, n=30), control with RME (C+RME, n=30), vehicle with RME (C+RME, n=15) and type 1-induced diabetes mellitus using streptozotocin with RME (D+RME, n=30). The animals were euthanized at 3, 7 and 10 days after RME. Histologic evaluations, changes in genes and proteins expression of osteoprotegerin (OPG), RANK, RANKL, osteonectin (ONC), osteocalcin (OCC), bone sialoprotein (BSP), osteopontin (OPN) and bone morphognetic protein 2 (BMP2) were evaluated along with the changes in body weight, water intake and glycemic profile. Real-Time RT-PCR and Western Blotting were used to evaluate gene and the protein expression. Data were submitted to statistical analysis using two-way ANOVA followed by Tukey test ( α= 0,05). Results: On group D+RME it was observed an increased bone resorption, serveral undermining and tissue degradation areas. On the suture gap there were mainly inflammatory and osteoclasts cells associated with compromised bone formation compared to groups D and Cd. These results were observed also in molecular levels, since there were a reduced osteogenesis and an upregulation of osteoclastogenesis, mainly in early period of healing. On group D, bone formation was compromised compared to group C, due to changes on genes and proteins expression which regulates bone metabolism, considering that there was more immature bone and incresead active remodeling areas until late periods. On group Cd it was observed bone remodeling, characterized by desorganized tissue on the gap of midpalatal suture, with intense inflammatory hemorhagic and resorptive areas compared to group C. However until 10 days after RME, on group D the gap was not completely filled with bone tissue. These results were observed on the signaling of molecular biomarkers on group Cd, since they were changed compared to groups C and Dd. Conclusions: DM modify the signaling for bone metabolism and compromise bone repair after RME. During orthopedic and orthodontic treatment is necessary to evaluate metabolism status of subjects, since the application of these forces have been shown to promote undesirable effects mostly when associated with DM.

Introdução: O diabetes mellitus (DM) é uma doença crônica caracterizada pela hiperglicemia associada a diversas alterações sistêmicas e uma das suas complicações é o processo de reparo ósseo comprometido. Entretanto, ainda não há estudos utilizando análises celulares e biomoleculares que avaliem o processo de reparo ósseo desta desordem metabólica quando associada à expansão rápida da maxila (ERM). Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a remodelação óssea e sinalização osteogênica durante a aplicação de mecânica ortodôntica para ERM em ratos diabéticos tipo1- induzidos. Material e Métodos: Cento e cinquenta ratos Wistar, machos, foram divididos aleatoriamente em seis grupos de estudo. Grupos: controle (C, n=30), veículo (V, n=15), diabetes mellitus tipo 1 induzido com estreptozotocina (D, n=30), controle submetido à ERM (Cd, n=30), veículo submetido à ERM (Vd, n=15) e diabetes mellitus tipo 1 induzido com estreptozotocina submetido à ERM (Dd, n=30). Os animais foram eutanasiados aos 3, 7 e 10 dias após ERM . Análises histológicas, mudanças no padrão de expressão gênica e proteica de osteoprotegerina, (OPG), RANK, RANKL, osteonectina (ONC), osteocalcina (OCC), sialoproteína óssea (BSP), osteopontina (OPN) e proteína morfogenética óssea 2 (BMP2), assim como as mudanças no peso corporal, na ingestão de água na glicemia foram avaliadas. A análise da expressão gênica e proteica foram realizadas por qRT-PCR e Western Blotting, respectivamente. Os dados foram submetidos ao teste estatístico ANOVA de duas vias e pós-teste de Tukey (α= 0,05). Resultados: Histologicamente no grupo Dd foi notado maior reabsorção óssea, com diversas áreas em degradação com ausência de osteoblastos, intensa atividade de reabsorção óssea solapante, presença de osteoclastos, células inflamatórias associada ao comprometimento da formação óssea quando comparado aos grupos D e Cd. Estes resultados foram confirmados também nos achados moleculares, uma vez que algumas sinalização gênicas e proteicas relacionadas a osteogênese foram reduzidas, ao passo que a sinalização osteoclastogênica foi estimulada, principalmente no período inicial de reparo ósseo. No grupo D, o processo de formação ósseo estava atrasado comparado ao grupo C, devido a alteração da expressão dos genes e proteínas que regulam o catabolismo e anabolismo ósseo, haja vista que havia maior presença de tecido ósseo imaturo e maior quantidade de áreas de remodelação ativa até o período mais tardio de estudo. No grupo Cd foi observado remodelação óssea, caracterizada por um tecido desorganizado na região da sutura palatina mediana, com intensas áreas inflamatórias, hemorrágicas e reabsortivas comparado ao grupo C. Contudo, até o período de 10 dias pós abertura da sutura, não foi possível observar o completo preenchimento do gap sutural por tecido ósseo. Estes resultados histológicos foram observados na sinalização de genes e proteínas no grupo Cd, uma vez que estes biomarcadores de formação e reabsorção óssea estavam alterados quando comparados aos grupos C e Dd. Conclusões: O DM alterou a sinalização para o metabolismo ósseo e atrasou o processo de reparo após ERM. Estes resultados reforçam a necessidade de avaliar o status do metabolismo ósseo dos pacientes durante tratamento ortopédico e/ ou ortodôntico, visto que a aplicação destas forças na presença do DM podem promover efeitos indesejáveis. / Background: Diabetes mellitus (DM) is a disease associated with several disorders of health in humans and one of the most important is the jeopardizing of bone formation. However, to the best of our knowledge there is no information about the influence of diabetes on orthodontic and orthopedic treatment at cellular and molecular levels. Objective: The aim of this study was to evaluate bone remodeling process in palatal suture during orthopedic mecanotherapy in rats with type 1-induced diabetes mellitus. Material and Methods: One hundred and fifty Wistar male rats were randomly assigned to six groups. Groups: control (C, n=30), vehicle (B, n=15), type 1-induced diabetes mellitus using streptozotocin (D, n=30), control with RME (C+RME, n=30), vehicle with RME (C+RME, n=15) and type 1-induced diabetes mellitus using streptozotocin with RME (D+RME, n=30). The animals were euthanized at 3, 7 and 10 days after RME. Histologic evaluations, changes in genes and proteins expression of osteoprotegerin (OPG), RANK, RANKL, osteonectin (ONC), osteocalcin (OCC), bone sialoprotein (BSP), osteopontin (OPN) and bone morphognetic protein 2 (BMP2) were evaluated along with the changes in body weight, water intake and glycemic profile. Real-Time RT-PCR and Western Blotting were used to evaluate gene and the protein expression. Data were submitted to statistical analysis using two-way ANOVA followed by Tukey test ( α= 0,05). Results: On group D+RME it was observed an increased bone resorption, serveral undermining and tissue degradation areas. On the suture gap there were mainly inflammatory and osteoclasts cells associated with compromised bone formation compared to groups D and Cd. These results were observed also in molecular levels, since there were a reduced osteogenesis and an upregulation of osteoclastogenesis, mainly in early period of healing. On group D, bone formation was compromised compared to group C, due to changes on genes and proteins expression which regulates bone metabolism, considering that there was more immature bone and incresead active remodeling areas until late periods. On group Cd it was observed bone remodeling, characterized by desorganized tissue on the gap of midpalatal suture, with intense inflammatory hemorhagic and resorptive areas compared to group C. However until 10 days after RME, on group D the gap was not completely filled with bone tissue. These results were observed on the signaling of molecular biomarkers on group Cd, since they were changed compared to groups C and Dd. Conclusions: DM modify the signaling for bone metabolism and compromise bone repair after RME. During orthopedic and orthodontic treatment is necessary to evaluate metabolism status of subjects, since the application of these forces have been shown to promote undesirable effects mostly when associated with DM.

A pineal participa da sincronização do organismo pela síntese de melatonina. Diabetes é um distúrbio metabólico caracterizado por hiperglicemia. Diante da controvérsia sobre a síntese de melatonina em animais diabéticos, esse trabalho objetivou avaliar as alterações da glândula pineal mediante o diabetes induzido por STZ (60mg/kg, i.p.). Ratos wistar (250-280g, 12h/12h claro/escuro) foram utilizados em todos os procedimentos que envolveram técnicas de FACS, microdiálise, HPLC, radiometria da atividade enzimática e qPCR. Os resultados mostraram que o diabetes causa diminuição (50%) e perda do perfil mono/bifásico da síntese pineal de melatonina, que não é causada por necrose ou apoptose dos pinealócitos e reflete um desarranjo no metabolismo pineal, evidenciado pela diminuição na atividade da AANAT (55%). Observou-se também um desbalanço rítmico de fatores determinantes como a expressão do receptor ß1 e a atividade e expressão das enzimas TPH1 e HIOMT. A menor concentração de melatonina circulante pode ser um fator contribuinte para o desenvolvimento da doença. / The gland is involved in the organism synchronization via its hormone melatonin. Diabetes involves hyperglicemia and insulin synthesis/signaling impairment. The aim of this work was to evaluate the pineal melatonin synthesis in STZ-diabetic rats (60mg/kg, i.p.). Male wistar rats (250-280g, 12h/12h light/dark) were used as the animal model and FACS, microdialysis, HPLC, enzyme activity assay and qPCR were the techniques used to evaluate the pineal phisiology. The results show a decrease in pineal melatonin (50%) and a circadian profile impairment that were not due to necrosis or apoptosis. This finding reflects an important impairment in the pineal metabolism that was related to a decrease in AANAT activity (55%). An alteration in the rhthmicity of important factors, such as the ß1-adrenergic receptor expression and the TPH1 and HIOMT activity and expression, was also observed. This decrease in circulating melatonin may be of fundamental importance to the establishment and maintenance of diabetes.

O Diabetes Mellitus é uma doença metabólica crônica com múltiplos fatores etiológicos (genético, viral e imunológico) que condiciona deficiência absoluta ou relativa de insulina, causando persistência de níveis elevados de glicose no sangue. Atualmente, o Diabetes Mellitus é considerado um importante problema de saúde devido a sua prevalência e alta morbimortalidade. Sua importância clínica resulta essencialmente de suas graves complicações, especialmente as microvasculares. A hiperglicemia crônica ou intermitente tem sido identificada como o fator indutor de lesão endotelial, sendo este, o agente desencadeante das complicações microvasculares. As células endoteliais, por serem influenciadas pela força hemodinâmica local, respondem com a transdução de sinais (mecanotransdução), as quais podem ser responsáveis pelo início de processos patológicos na parede dos vasos. Desta forma, o objetivo deste estudo foi analisar a microcirculação da bolsa da bochecha do hamster sob a influência do Diabetes Mellitus tipo 1 experimental induzido por estreptozotocina, avaliando seus aspectos morfofuncionais aos 6 e 15 dias de evolução da doença. As características morfológicas de arteríolas e vênulas foram estimadas por medidas do diâmetro do lúmen e da espessura da parede; pela densidade de volume e de área destes vasos na bolsa da bochecha; pela análise imunohistoquímica da expressão de actina, talina, alfa-actina de músculo liso, vimentina, laminina e colágeno IV através da microscopia de luz com a utilização um sistema semiquantitativo baseado em uma escala de intensidade de imunomarcação; e por microscopia eletrônica de transmissão. Também foi avaliado o relaxamento dependente do endotélio, medido pela variação do diâmetro do lúmen antes e após a aplicação de acetilcolina e a permeabilidade de vênulas pós-capilares à histamina, determinada pelo número de pontos de extravasamento plasmático. Nossos resultados mostraram que arteríolas e vênulas não apresentaram diferenças entre os grupos para o espessamento da parede, diâmetro luminal, densidade por área e de volume. A permeabilidade vascular, após 2 minutos da administração de histamina, foi diminuída significativamente nos grupos diabéticos, entretanto este achado não foi observado após 5 minutos da administração, o mesmo ocorrendo com a reatividade vascular. A expressão de actina, talina, laminina e vimentina esteve aumentada em arteríolas do grupo diabético com 6 dias de evolução da doença, sendo esta alteração persistente no grupo diabético de 15 dias de evolução para a laminina e a vimentina. Na microscopia eletrônica, partículas de ouro coloidal conjugadas a talina e a laminina se distribuíram no citoplasma e ao longo da superfície basal das células endoteliais. Na membrana basal, a laminina mostrou-se formando aglomerados. Essas evidências sugerem que aos 6 dias de evolução do diabetes as proteínas relacionadas a adesão com a matriz extracelular sofrem alteração possivelmente em resposta a mudanças na força hemodinâmica local promovida pela nova condição fisiológica induzida pela hiperglicemia. / Diabetes Mellitus is a chronic metabolic disease with multiple etiologic factors (genetic, viral and immunological) that results in absolute or relative insulin deficiency, causing persistent elevated blood glucose levels. Nowadays, Diabetes Mellitus is considered as an important health concern due to its increasing prevalence and high morbimortality. Its clinical importance comes from the complications, especially microvascular. Chronic or transitory hyperglycemia has been identified as endothelial harm inductor factor, being this the first outcome of microvascular complications. Endothelial cells, under local hemodynamic strength, produce signal transduction (mechanotransduction), which can be responsible for the beginning of pathological events in vessels wall. In this regard, the objective of this study was to analyze hamster cheek pouch microcirculation under the influence of type 1 diabetes mellitus induced by streptozotocin, evaluating its morpho-functional aspects at 6 and 15 days of diseases evolution. Morphological characteristics of arterioles and venules were estimated by the measurement of lumen diameter and wall thickness; the volume density and area of these vessels from cheek pouch; immunohistochemistry of the expression of actin, talin, smooth muscle alpha-actin, vimentin, laminin and type IV collagen through light microscopy with the utilization of a semi-quantitative score system based on the intensity of the immunostaining; and transmission electron microscopy. It was also evaluated the endothelium dependent relaxation, measured by the variation of lumen diameter before and after acetylcholine administration and post-capillary venules permeability to histamine, determined by number of points of plasma extravasation. Our results reveal that arterioles and venules do not show differences between the groups concerning wall thickness, luminal diameter, density per area and volume density. Vascular permeability, after 2 minutes of histamine administration, was reduced significantly in diabetic groups. However, this finding was not observed after 5 minutes of administration, the same occurring with vascular reactivity. The expression of actin, talin, laminin and vimentin was higher in arterioles of diabetic group with 6 days of evolution, being this alteration persistent in diabetic group at 15 days of evolution for laminin and vimentin. In electron microscopy, colloidal gold particles conjugated with talin and laminin were distributed at cytoplasm and basal surface of endothelial cells. In basement membrane, the laminin was forming clusters. These evidences suggest that at 6 days of diabetes course the proteins related to extracellular matrix adhesion were altered possibly due to changes in local hemodynamic forces caused by the new physiologic condition induced by hyperglycemia.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5491.pdf: 1920804 bytes, checksum: 6c1ae0832cc23b3e3e7f4ac2965acd1d (MD5) Previous issue date: 2013-06-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / The DM is a chronic metabolic disorder characterized by a deficiency in the secretion or action of insulin, leading to a series of physiological changes that determine changes in normal operation of various organs and tissues, among which bone tissue is affected, leading to bone fragility. In this context, several treatments have been shown to accelerate bone metabolism. The Resistance Exercise (ER) is highly recommended for diabetics and among its beneficial effects promotes increased bone mineral density. The low-level laser therapy (LLLT) is able to stimulate the activity of osteoblasts, as well as increase the biomechanical properties of bone. However, its effects on bone metabolism in diabetic animals are not completely understood, and its action associated with the ER. Therefore, this study aimed to investigate the action of a protocol and resistance exercises LLLT applied individually or in combination on bone metabolism in diabetic rats. Fifty male Wistar rats were randomly divided into 5 experimental groups (N = 10): non-diabetic control group (CG), diabetic control (GD), diabetic group irradiated with laser (GL), trained diabetic group (TG) and trained group laser and diabetic (GTL). In the first study we evaluated the effects of LLLT on bone diabetic in three groups: GC, GD and GL. The GL was subjected to laser irradiation Ga-Al-As, 808 nm, 100 mW, 3.57 W/cm2, 0.028 cm2, 120J/cm2, 33s, for 18 sessions, on alternate days for 6 weeks. As the GL results showed increased cortical area and RUNX-2 immunoreactivity increased compared to GD. Furthermore, LLLT produced a significant increase in the strength of fracture, and bone mineral density (BMD and BMC), compared with DG. Therefore LLLT stimulated bone formation, reducing osteopenia animals. The second study evaluated the effects associated with ER LLLT in diabetic animals from group 4: GC, GD, GT and GTL. The ER consisted of climbing, load tied to the tail of the animal, and these loads were increased weekly throughout the training sessions, the GTL at the end of each session ER animals were irradiated with laser Ga-Al-As. Performed 6 weeks, 3 times per week, totaling 18 sessions. The GT and GTL showed increased cortical area, BMD and biomechanical properties. The BMC, fracture strength and stiffness were higher in GTL over the GT. Furthermore, immunohistochemical analysis showed that GT and GTL immunoassayed for RUNX-2 increased relative to GD. Already RANK-L immunoreactivity was moderated at GD and week on the others experimental groups. In conclusion, resistance exercise promoted osteoblast activation, with the increase in the biomechanical properties and BMD. The combination of exercise and LLLT, promoted the osteogenic potential additional effect of ER performed alone. Consequently, these data highlight the potential of exercise in the treatment of bone loss due to DM. Further studies should be conducted to provide additional information on the effects of LLLT as adjuvant therapy resistance exercise. / A Diabetes Mellitus (DM) é uma doença metabólica crônica, caracterizada pela deficiência na secreção ou ação da insulina, levando a uma série de modificações fisiológicas, que determinam alterações do funcionamento normal de diversos órgãos e tecidos, dentre os quais, o tecido ósseo é afetado, levando à fragilidade óssea. Neste contexto, alguns tratamentos têm demonstrado melhorar o metabolismo ósseo. O Exercício Resistido (ER) é recomendado para indivíduos diabéticos e dentre seus efeitos benéficos promove o aumento da densidade mineral óssea. A terapia laser de baixa intensidade (LLLT) é capaz de estimular a atividade dos osteoblastos, e aumentar as propriedades biomecânicas ósseas. No entanto, seus efeitos sobre o metabolismo ósseo de animais diabéticos não estão completamente esclarecidos, bem como sua ação associado ao ER. Diante disso, este estudo teve o objetivo de investigar os efeitos de um protocolo de exercicios resistidos e da LLLT, aplicados individualmente ou em associação no metabolismo ósseo de ratos diabéticos. Cinquenta ratos Wistar machos foram distribuídos aleatoriamente em 5 grupos experimentais (N=10 cada grupo): Grupo Controle não diabético (GC), grupo controle diabético (GD), grupo Irradiado com Laser diabético (GL), grupo treinado diabético (GT) e grupo treinado e laser diabético (GTL). No primeiro estudo foram avaliados os efeitos da LLLT no osso diabético em 3 grupos: GC, GD e GL. O GL foi submetido à irradiação laser Ga-Al-As, 808 nm, 100 mW, 3,57W/cm2, 0,028cm2, 120J/cm2, 33s, durante 18 sessões, em dias alternados, por 6 semanas. Como resultados o GL mostrou aumento da área cortical e imunoexpressão de RUNX-2 aumentada em comparação o GD. Além disso, a LLLT produziu um aumento significativo na força de fratura, densidade e conteúdo mineral ósseo (DMO e CMO), em comparação com GD. Portanto a LLLT estimulou a formação óssea, reduzindo a osteopenia dos animais. O segundo estudo avaliou os efeitos da LLLT associado ao ER em animais diabéticos, a partir de 4 grupos: GC, GD, GT e GTL. O ER consistiu em escaladas, com carga atrelada à cauda dos animais, e estas cargas foram aumentadas semanalmente ao longo das sessões de treinamento, no GTL ao final de cada sessão de ER os animais foram irradiados com laser Ga-Al-As. Realizados durante 6 semanas, 3 vezes por semana, totalizando 18 sessões. O GT e GTL mostraram aumento da área cortical, DMO e propriedades biomecânicas. O CMO, a força de fratura e rigidez foram maiores no grupo GTL em relação ao GT. Ainda, a análise imunohistoquímica revelou que GT e GTL apresentaram imunoexpressão de RUNX-2, aumentada em relação à GD. Já a imunoexpressão de RANK-L foi moderada no GD e fraca nos demais grupos experimentais. Como conclusão, o exercício resistido promoveu ativação osteoblástica, com o aumento nas propriedades biomecânicas e na densidade mineral óssea. A associação de exercícios físicos e LLLT, promoveu efeito adicional ao potencial osteogênico do ER realizado isoladamente. Consequentemente, estes dados evidenciam o potencial do exercício físico no tratamento da perda óssea devido à DM. Outros estudos devem ser realizados para fornecer informações adicionais sobre os efeitos da LLLT como terapia coadjuvante ao exercício resistido.

Oxidative stress plays an important role in diabetic pathogenesis. Rosmarinic acid (RA) was used for the first time as an antioxidant agent for inhibition of diabetic nephropathy. Oxidative stress induced by Streptozotocin (STZ) has been shown to damage pancreatic beta cell and produce hyperglycemia in rats, inducing diabetes. In the present study, an attempt was made in investigation, the efficiency of rosmarinic acid in preventing alteration of oxidative parameters in liver, kidney and acetylcholinesterase (AChE) in brain of diabetic rat induced by STZ. The animals were divided into six groups (n=8): control; ethanol; RA 10 mg/kg; diabetic; diabetic/ethanol; diabetic/RA 10 mg/kg.In diabetes, the brain region become affected and showed increased level of lipid peroxidation in hippocampus, cortex and striatum, compared with control. The increased in lipid peroxidation was decreased or maintained to the level of control by RA in hippocampus (28%), cortex (38%) and striatum (47%) of diabetic rats after 21 days treatment at the dose of 10 mg/kg body weight. Furthermore, we found that diabetes caused significant decreased in the activity of antioxidant enzymes i.e. superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), Delta-aminolevulinic acid dehydratase (ALA-D) and non- enzymatic parameter like ascorbic acid, non proteinthiol (NPSH) in liver and kidney. The diabetic group treated with RA (10 mg/kg body weight for 21 days) significantly increased the activity of enzymes SOD, CAT, ALA-D and nonenzymatic ascorbic acid, NPSH in liver and kidney. Furthermore, these results indicate that rosmarinic acid sigificantly mimic the oxidative stress produced during hyperglycemia in STZ-induced diabetic rats. In addition, rosmarinic acid is potential candidate in the prevention of any alteration of pathological condition in diabetes. We suggest that rosmarinic acid could be a suitable candidate for the treatment of diabetes. / O estresse oxidativo desempenha um papel significativo na patogênese do diabetes. O ácido rosmarínico (RA) foi utilizado pela primeira vez como agente antioxidante para a inibição da nefropatia diabética. O diabetes induzido por estreptozotocina (STZ) é capaz de destruir as células beta pancreáticas e produzir hiperglicemia causando estresse oxidativo. No presente estudo, investigou, a eficiência do ácido rosmarínico na prevenção de alteração de parâmetros oxidativos no fígado, rim e acetilcolinesterase (AChE) no cérebro de ratos diabéticos induzidos por STZ. Os animais foram divididos em seis grupos (n = 8): controle; etanol; RA 10 mg / kg; diabéticos; diabéticos /etanol; diabético / RA 10 mg / kg. Ratos diabéticos apresentaram um aumento do nível de peroxidação lipídica no hipocampo, córtex e estriado, em comparação com o controle. O tratamento com ácido rosmarínico (10 mg/kg) durante 21 dias preveniu o aumento da peroxidação lipídica no hipocampo (28%), no córtex (38%) e no estriado (47%) de ratos diabéticos. Além disso, o diabetes causou uma diminuição significativa na atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e delta aminolevulínico-desidratase (ALA-D) e nos níveis dos antioxidantes nãoenzimáticos ácido ascórbico e tióis não-proteicos (NPSH) no fígado e no rim. O tratamento com ácido rosmarínico preveniu o decréscimo na atividade da SOD, CAT e ALA-D e o decréscimo nos níveis de ácido ascórbico e NPSH no fígado e no rim. Assim, os resultados encontrados neste estudo indicam que o ácido rosmarínico diminuiu o estresse oxidativo produzido pela hiperglicemia em ratos diabéticos induzidos por STZ. Dessa forma, é plausível sugerir que o ácido rosmarínico é um potencial candidato na prevenção de alterações no sistema colinérgico bem como de danos oxidativos observados no diabetes.