Orientador: Alexandre Secorun Borges / Coorientador: José Paes de Oliveira Filho / Banca: João Pessoa Araújo Júnior / Banca: Luiz Cláudio Nogueira Mendes / Resumo: A Deficiência da Enzima Ramificadora de Glicogênio (Glycogen Branching Enzyme Deficiency [GBED] em equinos é uma doença hereditária recessiva fatal, caracterizada principalmente por abortos, natimortos e nascimento de potros fracos. A GBED é causada por uma mutação no gene GBE1. Não existem dados acerca da existência de animais com esta mutação no Brasil. O objetivo deste estudo foi verificar a prevalência de animais portadores do alelo mutante da GBED em cavalos da raça Quarto de Milha utilizados em cinco modalidades esportivas equestres no Brasil. Amostras de sangue e pêlo foram obtidas de 740 animais. Após purificação do DNA, foram realizados as reações de PCR, sequenciamento direto automatizado e análise das sequências. Dos 740 animais testados 59 foram considerados heterozigotos para a mutação responsável pela GBED representando uma frequência de 7,97% na população estudada. As prevalências de heterozigotos foram maiores nas linhagens de apartação (20%) e rédeas (10%), seguidos por tambor/baliza (5%) e conformação (3%), não foram encontrados heterozigotos para a modalidade de corrida. Os resultados demostram que a mutação está presente no rebanho brasileiro de cavalos Quarto de milha, e sugere que a doença (homozigotos recessivos) pode estar presente de forma silenciosa. Portanto a GBED deve ser considerada no diagnóstico diferencial nos casos de abortos e morte neonatal em cavalos da raça Quarto de milha no Brasil, e medidas de prevenção da transmissão da mutação devem ser estabelecidas / Abstract: The deficiency of glycogen branching enzyme [GBED] in horses is a fatal recessive hereditary disease, mainly characterized by abortions, stillbirths and birth of weak foals. The GBED is caused by a mutation in the gene GBE1. The aim of this study was to determine the prevalence of mutation carriers causing GBED in a population of Quarter horse animals used in five equestrian sports practiced in Brazil. Samples of blood and were obtained from 740 animals. After DNA purification, PCR reactions, automated direct sequencing and sequence analysis were performed. Of the 740 animals tested 59 were considered heterozygous for the mutation responsible for GBED representing a prevalence of 7.97% in the population studied. The prevalences of heterozygotes were higher in cutting (20%) and reining (10%) subgroups, followed by barrel racing (5%) and halter (3%), were not found heterozygous for the racing subgroup. The results demonstrate that the mutation is present in the Quarter horse Brazilian herd, and suggests that the disease (homozygous recessive) may be present without being noticed. So the GBED should be considered in the differential diagnosis in cases of abortion and stillbirths in Brazilian Quarter horses and strategies should be developed to prevent transmission of the mutation / Mestre

Orientador: Maria Célia Bertolini / Banca: Cleslei Fernando Zanelli / Banca: Ana Paula Ulian de Araújo / Banca: Maria Teresa Marques Novo Mansur / Banca: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Resumo: O fungo Neurospora crassa tem sido amplamente usado como um organismo modelo para os aspectos fundamentais da biologia dos eucariotos. Neste trabalho, foi investigado o papel funcional de uma ciclina de N. crassa (PCL-1), codificada pela ORF NCU08772 e ortóloga a Pcl10 de Saccharomyces cerevisiae. Na levedura, a proteína Pcl10, em conjunto com a proteína quinase dependente de ciclina Pho85, fosforila a enzima glicogênio sintase, a enzima regulatória da síntese de glicogênio. A fosforilação resulta na inativação da enzima e, portanto, em diminuição do acúmulo de glicogênio. A linhagem pcl-1 de N. crassa apresentou um atraso na germinação dos conídios e um retardo na progressão do ciclo celular quando comparado com a linhagem selvagem, sugerindo que esta ciclina pode regular o desenvolvimento e a divisão celular. Além disto, a linhagem nocauteada acumulou níveis mais elevados de glicogênio que a linhagem selvagem indicando o papel na regulação do metabolismo deste carboidrato. A fosforilação da enzima glicogênio sintase de N. crassa (GSN) foi analisada na linhagem nocaute através de análises de atividade enzimática, e os resultados mostraram que a GSN apresentou baixo índice de fosforilação, portanto alta atividade durante o crescimento, um resultado que pode explicar o alto acúmulo de glicogênio observado. Este resultado foi confirmado por análise de 2D-PAGE seguida por western blot, utilizando anticorpos anti-GSN. GSN apresentou na linhagem mutante isoformas m... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Hoje a criação de avestruz ((Struthio camelus, Linnaeus 1758)) é uma atividade de grande potencial, porém não existem padrões definidos sobre a histologia do seu fígado, que é um órgão de grande importância no metabolismo, o conhecimento de sua histologia e anatomia pode contribuir para a detecção de doenças e deficiências nutricionais que influenciam no crescimento e desenvolvimento do animal. Os objetivos desta pesquisa são: Estudar a anatomia e histologia do fígado e a ramificação de sua artéria hepática, veia porta hepática e ducto biliar. Para a realização da parte macroscópica foram utilizados quinze avestruzes com idades entre 12 e 18 meses (com peso médio em torno de 80 a 100 kg), provenientes do abatedouro Don Pig, situado próximo à cidade de Botucatu no estado de São Paulo. Os animais foram abatidos com pistola pneumática e posteriormente submetidos a sangria. Foram injetadas com látex a artéria hepática, o ducto biliar e a veia porta. O fígado dos avestruzes apresentam dois lobos (direito e esquerdo). No caso o direito é maior que o esquerdo e ambos são subdivididos em dorsal, intermédio e ventral. Além disso, amostras do fígado foram processadas para a observação em microscopia de luz e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A hematoxilina e eosina (H.E), picrossírius, Gordon e Sweets, Sudan black e o ácido peródico de Schiff (PAS) são colorações usadas respectivamente para observar a morfologia do fígado, colágeno, fibras reticulares, gordura e glicogênio. Foram encontrados os espaços porta- hepáticos (artéria hepática, veia porta e ducto biliar e as veias centrolobulares). O glicogênio presente mostrou a média de 5,68%. O conteúdo lipídico, conferiu um aspecto goticular compatível com um quadro de esteatose hepática e a média obtida foi de 9,83%. Foi encontrado colágeno ao redor dos espaços porta-hepáticos, artérias centrolobulares e capilares sinusóides e a média foi de 14,71%. Encontrou-se também fibras reticulares ao redor dos capilares sinusóides e a média foi de 5,96%. Quanto à MET notou-se que no citoplasma dos hepatócitos desses animais existem numerosas mitocôndrias, glicogênio, muitas gotas de gordura, alguns lisossomos, retículo endoplasmático granular ao redor das mitocôndrias, algumas células estreladas, eritrócitos, núcleo, célula em degeneração e o canalículo biliar ao centro. Provavelmente o quadro sugestivo de esteatose é resultante do estado nutricional dos animais, já que nenhum outro aspecto relevante foi encontrado. Como estas aves são destinadas ao abate, sua alimentação é formulada para que os animais apresentem rápido desenvolvimento e alto ganho de peso, provavelmente com níveis de lipídios acima do necessário, causando uma deposição de micelas de gordura nos hepatócitos. Estes resultados demontraram que os hepatócitos dos avestruzes são muito simulares as outras aves apesar de também serem muito similares na estrutura das células do fígado de mamíferos. / At present the ostrich (Struthio camelus) breeding has been showing a great economical potential, although yet there are not distinct patterns about the histology of its liver, which is an organ of key importance in terms of metabolism. The knowledge of its histology and anatomy can help the detection of diseases and nutritional deficiencies that affect the growth and development of this bird. The aims of this work are to study the liver anatomical and histological structure and the branching of the hepatic artery, hepatic portal vein and bile duct. In the macroscopic study 15 ostriches with an average age of 12-18 months and average weight of 80-100 Kg, proceeding from Don Pig Abatteur, located next to Botucatu, São Paulo, were used. The birds were slaughtered with air gun and subsequently submitted to bleeding. The hepatic artery, the bile duct and the hepatic portal vein were injected with latex. The ostrich liver presents two lobules (right and left), being the right one larger than the left and both are subdivided into dorsal, intermediate and ventral. Liver samples were processed for light and electron transmission microscopic studies. Hematoxilin and eosin (HE), picrosirius, Gordon and Sweets, Sudan black and Schiff periodic acid (PAS) were respectively used to observe the liver morphology, collagen, reticular fibers, lipids and glycogen. The liver portal spaces were determined (hepatic artery, portal vein, bile duct and centrolobular veins). An average of 5.68% of glycogen was observed. The lipidic content provided a droplet aspect compatible to hepatic esteatosis, with an average of 9.83%. Collagen fibers around the liver portal spaces, centrolobular arteries and sinusoidal cappilaries were detected, at an average of 14.71%, as well as reticular fibers located in the vicinity of sinusoidal capillaries with an average of 5.96%. Through transmission electron microscopy we noticed in the hepaticyte cytoplasm the presence of numerous mithocondria, glycogen, several lipidic droplets, some lysosomes, granular endoplasmatic reticulum around the mithocondria, some stellate cells, erythrocytes, nucleus and degenerating cells, besides the central biliary canaliculus. The suggestive steatotic results might result from the animals nutritional status, once no other relevant aspect was detected. The birds are slaughtered for food comsumption and their ration is balanced striving for faster growth and higher weight gains, which are achieved through extra lipidic levels, motivating deposition of lipidic micelles in the hepatocytes. Our results demonstrated that ostrich and other birds hepatocytes are very similar.

A peritonite neutrofílica induzida por glicogênio acarreta antinocicepção em camundongos submetidos ao teste de contorção abdominal, a qual é mediada por uma proteína ligante de cálcio, com peso molecular de 14 kDa, denominada S100A9. O objetivo do presente trabalho foi aprofundar o estudo sobre o envolvimento dos neutrófilos na antinocicepção induzida pelo glicogênio em ratos submetidos ao teste de pressão de pata e avaliar a expressão da proteína S100A9 nos tempos onde foi detectado esse efeito. O glicogênio induz antinocicepção em ratos entre 2 e 12 horas após sua injeção intraplantar. O pré-tratamento dos animais com fucoidina, um inibidor de selectinas, não só reverte o efeito antinociceptivo observado como também induz hiperalgesia entre 2 e 6 horas após a injeção do glicogênio. Após 8 horas do tratamento com glicogênio, a fucoidina apenas inibiu a antinocicepção induzida pelo agente inflamatório. A análise histológica demonstrou um aumento na migração de células polimorfonucleares entre 2 e 8 horas após a administração de glicogênio, a qual foi inibida pelo pré-tratamento com fucoidina. Tanto a injeção subcutânea como intraplantar de naloxona, um inibidor inespecífico de receptores opioides, não interferiram no efeito antinociceptivo induzido pelo glicogênio, em nenhum dos tempos avaliados. Quanto à expressão da S100A9, analisada por "Western Blotting", foi observado que as amostras obtidas do coxim plantar dos animais injetados com o glicogênio, entre 2 e 12 horas, apresentaram uma banda com peso molecular aproximado de 14 kDa, o qual equivale ao peso da proteína S100A9. A quantificação das bandas marcadas com o anticorpo anti-S100A9, nos tempos entre 2 e 12 horas, demonstrou um aumento significativo da expressão dessa proteína nas amostras obtidas dos animais tratados com glicogênio, em comparação com os tratados com salina. A injeção intraperitoneal de glicogênio induziu um aumento significativo no número total de células presentes na cavidade abdominal dos animais entre a 2º e a 12º hora após o tratamento, representado pelo aumento do número de células polimorfonucleares migradas. Os sobrenadantes obtidos do exsudato peritoneal entre 2 e 12 horas após a injeção de glicogênio, administrados via intraplantar, não só reverteram a hiperalgesia induzida pela carragenina (Cg) como induziram efeito antinociceptivo. Já, o sobrenadante obtido após 24 horas da injeção de glicogênio reverteu apenas parcialmente o efeito hiperalgésico induzido pela Cg. O tratamento do sobrenadante obtido 4 horas após a injeção do glicogênio com o anticorpo anti-S100A9 aboliu totalmente o efeito antinociceptivo observado com esse sobrenadante sobre a hiperalgesia induzida pela Cg. Esses dados sugerem que a antinocicepção acarretada pelo glicogênio em ratos submetidos ao modelo de pressão de pata é dependente da migração neutrofílica, não está relacionado à liberação de peptídeos opioides, mas possivelmente à secreção da proteína S100A9 por essas células. Ainda, os resultados obtidos com os sobrenadantes do exsudato peritoneal após a injeção do glicogênio, demonstram que durante a peritonite neutrofílica é secretada uma molécula capaz tanto de inibir a hiperalgesia acarretada pela carragenina quanto induzir antinocicepção, a qual possivelmente é a proteína S100A9. / Neutrophilic peritonitis induced by glycogen causes antinociception in mice subjected to the writhing test, which is médiated by a calcium-binding protein with a molecular mass of 14 kDa, named S100A9. The purpose of this study was to deepen the study on the involvement of neutrophils in glycogen-induced antinociception in rats subjected to the paw pressure test and evaluate the expression of S100A9 protein in time periods when this effect was detected. Glycogen induces antinociception in rats between 2 and 12 hours after intraplantar injection. Pretreatment of animals with fucoidan, a selectin inhibitor, not only reversed the antinociceptive effect, but also induces hyperalgesia between 2 and 6 hours after glycogen injection. Eight hours after treatment with glycogen, fucoidan only inhibited the antinociception induced by the inflammatory agent. Histological analysis showed an increased migration of polymorphonuclear cells between 2 and 8 hours after glycogen administration, which was inhibited by pretreatment with fucoidan. Both intraplantar and subcutaneous injection of naloxone, a nonspecific inhibitor of opioid receptors, did not affect the antinociceptive effect induced by glycogen at all evaluated times. In relation to the expression of S100A9 analyzed by Western blotting, it was observed that the samples obtained from the footpad injected with glycogen, between 2 and 12 hours, had a band with a molecular weight of 14 kDa, which is similar to molecular weight of S100A9. Relative quantification of the bands marked with anti-S100A9 in the time periods between 2 and 12 hours showed a significant increase in protein expression in samples obtained from animals treated with glycogen, compared with those treated with saline. Intraperitoneal injection of glycogen induced a significant increase in the total number of cells in the abdominal cavity of animals between 2 and 12 hours after treatment, represented by increased numbers of migrated polymorphonuclear cells. The supernatants obtained from peritoneal exudate between 2 and 12 hours after injection of glycogen, administered intraplantarly, not only reversed the hyperalgesia induced by carrageenan (Cg) but also induced antinociceptive effect. Already, the supernatant obtained 24 hours after injection of glycogen only partially reversed the hyperalgesic effect induced by Cg. The treatment of the supernatant obtained 4 hours after injection of glycogen with anti-S100A9 abolished the antinociceptive effect observed with the supernatant on hyperalgesia induced by Cg. These data suggest that antinociception entailed by glycogen in rats submitted to the paw pressure is dependent on neutrophil migration. Moreover, this effect is not related to the release of opioid peptides but possibly to the S100A9 protein secretion by these cells. In addition, the results obtained with the supernatants of peritoneal exudate after glycogen injection show that during neutrophilic peritonitis a molecule able to inhibit carrageenan-induced hyperalgesia is secreted and induce antinociception entailed by glycogen, which is possibly the S100A9 protein.

A asfixia perinatal está entre as principais causas diretas de óbito neonatal, sendo um grande determinante de morbidade e comprometimento neurológicos. Sua origem é associada à inadequada perfusão e oxigenação tecidual. Assim, o tipo de dano causado pela asfixia tem relação com o tempo de duração e com a fase do desenvolvimento fetal. Respostas fisiológicas adaptativas, tais como o direcionamento do fluxo sanguíneo para órgãos vitais e o aumento do metabolismo anaeróbico, nem sempre são suficientes para evitar a ocorrência de alterações significativas nas reservas energéticas, na atividade da enzima Na+/K+-ATPase e na concentração de glutamato extracelular. Fêmeas de ratos Wistar, no 22° dia de prenhes foram submetidas à cesariana para a remoção dos dois cornos uterinos. Naquele com menor número de fetos foi realizada a incisão imediata para obtenção dos animais controles. O outro corno uterino foi isolado e mantido em solução salina a 37°C por 15 min para ocasionar a asfixia intra-uterina. Alguns controles foram decapitados imediatamente (controle agudo) enquanto outros foram estimulados a respirar e mantidos a 34°C, por 60 min, em normóxia (controle com recuperação). Ao término da asfixia, alguns neonatos foram imediatamente decapitados (asfixiado agudo) e os restantes foram mantidos a 34°C, por 60 min, em normóxia (asfixiado com recuperação). No presente estudo, foram determinados os níveis de lactato plasmático, de glicemia, a quantidade de glicogênio no fígado, no músculo esquelético, no córtex cerebral e no hipocampo. Também foram avaliados os níveis de ATP no córtex cerebral e a captação de glutamato no córtex cerebral. A avaliação da atividade da Na+/K+-ATPase foi realizada somente no córtex cerebral, nos sinaptossomas obtidos deste tecido e no hipocampo dos grupos agudo. Os resultados indicam que a asfixia perinatal causou aumento significativo na lactacidemia e na glicemia dos animais asfixiados do grupo agudo e do grupo asfixiado com recuperação. Houve redução significativa na quantidade de glicogênio do fígado e do músculo esquelético dos demais grupos em relação ao grupo controle agudo. No córtex cerebral, foi identificada redução significativa de glicogênio no grupo asfixiado agudo e no grupo asfixiado com recuperação em relação aos respectivos grupos controle. Não foi encontrada redução significativa nos níveis de glicogênio do hipocampo nos grupos asfixiado agudo e com recuperação, em relação aos grupos controle. A concentração de ATP diminuiu significativamente no grupo asfixiado e no grupo asfixiado com recuperação em relação ao controle agudo. Não houve diferença significativa na captação de glutamato, no córtex cerebral dos asfixiados agudo e com recuperação. A atividade da enzima Na+/K+-ATPase não foi alterada significativamente nos grupos asfixiado agudo. Conclui-se que a asfixia perinatal causou alterações no metabolismo dos animais, as quais perduraram após 60 min de recuperação. Os resultados sugerem que o córtex cerebral possui uma grande capacidade adaptativa frente à asfixia, o que poderia explicar a manutenção do transporte de glutamato mesmo com uma redução significativa nos níveis de ATP neste tecido. Estudos adicionais serão necessários para identificar estes mecanismos adaptativos que parecem causar diferentes efeitos após a asfixia no córtex cerebral e no hipocampo. / Perinatal asphyxia is among the major direct causes of neonatal death, being a great determinant of morbidity and neurological impairment. Its origin is associated with inadequate tissue oxygenation and perfusion. Thus, the type of damage caused by asphyxia is related to its duration and stage of fetal development. Physiological responses promote adaptation across the perinatal asphyxia, such as the blood flow’s shunting to vital organs and anaerobic metabolism increasing. However, sometimes adaptive responses are not enough to compensate effects of asphyxia, causing significant changes in energy reserves, Na+/K+-ATPase enzyme activity and glutamate extracellular concentration. Female Wistar rats on day 22° of pregnant were subjected to cesarean section and both uterine horns were removed. Control animals fetuses were obtained through immediate incision of one uterine horn. The other one was isolated and maintained in 0.9 % saline solution at 37°C, for 15 min, to obtain asphyxiated neonates. Some controls were immediately decapitated (acute control), while others were stimulated to breathe and kept at 34°C, for 60 min, in normoxia (control with recovery). At the end of asphyxia, some neonates were immediately decapitated (acute asphyxia) and the remaining were kept at 34°C, for 60 min, in normoxia (asphyxia with recovery). In this study, the levels of lactate, glucose, the amount of glycogen in the liver, skeletal muscle, cerebral cortex and hippocampus were determined. ATP levels so as glutamate uptake in the cerebral cortex were also evaluated. Then, the Na+/K+-ATPase activity assay from acute groups was performed in hippocampal tissue, cerebral cortex and synaptosomes obtained from cerebral cortex. These results indicate that perinatal asphyxia caused in acute asphyxia group and asphyxia with recovery group significant increases plasmatic lactate and glucose. In cerebral cortex, acute asphyxia and asphyxia with recovery group showed significant glycogen reduction compared to respective control groups. Differently, it was not observed in hippocampus. ATP concentrations decreased in acute asphyxia and asphyxia with recovery group compared to acute control. There was no significant difference in glutamate uptake of cerebral cortex in acute asphyxia and asphyxia with recovery. Na+/ K+-ATPase enzyme activity was not altered in acute asphyxia related to acute control group. In conclusion, perinatal asphyxia caused changes in animal metabolism, which persisted after 60 min of recovery. Moreover, cerebral cortex after asphyxia, even with a significant reduction in ATP levels, is more capable to maintain glutamate transport compared to hippocampus. More studies are necessary to identify mechanisms that cause different effects in cerebral cortex and hippocampus.

A Doença de Pompe (DP), também conhecida como Doença de Armazenamento do Gligogênio Tipo II, é uma doença lisossômica de depósito (DLD) causada pela deficiência da enzima α-glicosidase ácida (GAA). A GAA catalisa a clivagem das ligações glicosídicas α-1,4 e α-1,6 da molécula de glicogênio, e sua deficiência gera um acúmulo intralisossomal de glicogênio em vários tecidos. Esse acúmulo é expressivo no tecido muscular, e com isso surge o aparecimento dos sintomas clínicos. Clinicamente, a DP manifesta-se através de um amplo espectro de fenótipos, que apresentam em comum a ocorrência de fraqueza muscular progressiva. O diagnóstico da DP é realizado através da medida da atividade enzimática em células sanguíneas e tecidos ou por análise da mutação gênica. O padrão-ouro para o diagnóstico é a medida da atividade da GAA em amostras de fibroblastos e, embora este tipo de diagnóstico seja definitivo, amostras de sangue também estão sendo utilizadas. A medida da atividade das enzimas lisossomais vem sendo atualmente realizada em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF) como método de triagem neonatal e de populações de alto risco. Sabendo que a Terapia de Reposição Enzimática para DP já está disponível e melhora a sobrevida dos pacientes, o diagnóstico precoce da DP é essencial, deve ser adequado e de fácil acesso para que o tratamento inicie cedo e seja mais eficaz. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar algumas caracteristicas bioquímicas e cinéticas da enzima em amostras de leucócitos totais e SPF de modo a observar as diferenças quanto ao seu comportamento, entre controles e pacientes, estabelecer valores de coeficientes de variação para as técnicas e observar o efeito do uso de diferentes concentrações do inibidor acarbose. A GAA de pacientes com DP mostrou um comportamento diferente do observado em controles saudáveis em termos dos parâmetros analisados (Km, Vmax, estabilidade térmica), em leucócitos totais. Em SPF, GAA mostrou um comportamento diferente do observado nos controles saudáveis em termos de pH ótimo e estabilidade térmica; e valores de Km e Vmax para GAA foram estabelecidos somente em SPF de controles saudáveis. O uso do inibidor acarbose é essencial para a análise enzimática da GAA em amostras de leucócitos totais e SPF por inibir seletivamente a isoenzima MGA e assim, garantir o diagnóstico da DP. Os valores de coeficiente de variação estabelecidos para as técnicas em leucócitos e SPF estão dentro do aceitável e expressam boa precisão e reprodutibilidade das técnicas. A técnica fluorimétrica usando o substrato 4- Metilumbeliferil-α-D-glicopiranosideo em leucócitos é confiável podendo ser utilizada para diagnóstico definitivo e padrão da Doença de Pompe; em SPF, pode contribuir para melhorar a triagem desta doença, diferenciando pacientes com PD de indivíduos normais, tornando o processo de investigação e diagnóstico mais preciso e confiável. / Pompe disease (PD), also known as Glycogen Storage Disease Type II, is a lysosomal storage disorder (LSD) caused by the deficiency of the acid α-glucosidase enzyme (GAA). GAA catalyzes the cleavage of the glycosidic bonds α-1,4 and α-1,6 of the glycogen molecule, and when GAA activity is deficient glycogen accumulates intralysosomally in several tissues. This accumulation is significant in muscle tissue, which leads to the onset of clinical symptoms. Clinically, PD is manifested through a wide escpectro phenotypes, which have in common the occurrence of progressive muscle weakness. PD is diagnosed by measuring GAA activity in blood cells and tissues or by gene mutation analysis. The gold standard for diagnosis is the measurement of GAA activity in fibroblast samples and although this diagnosis is definitive, blood samples are also being used. Lysosomal enzyme activity currently has been measured in dried blood spot (DBS) samples as a method for screening newborns and high-risk populations. Since enzyme replacement therapy is already available for PD and improves patient life expectancy, the early PD diagnosis is crucial and must be appropriate and easily available so that the treatment can be initiated early and be more effective. Thus, this study aimed to evaluate some biochemical and kinetic characteristics of the enzyme in samples of total leukocytes and DBS in order to observe the differences in behavior between controls and patients, establish values of coefficients of variation for the techniques and observe the effect of using different concentrations of inhibitor acarbose. GAA from PD patients showed a different behavior from that observed in healthy controls in terms of the analyzed parameters (Km, Vmax, thermal stability) in total leukocytes. In DBS, GAA showed a different behavior from that observed in healthy controls in terms of optimum pH and thermal stability. Km and Vmax values for GAA were established only in DBS healthy controls. The use of acarbose inhibitor is essential for enzymatic analysis of GAA in total leukocyte and DBS samples for selectively inhibiting MGA isozyme and thereby secures the diagnosis of PD. The coefficients of variation values established for techniques in leukocytes and DBS are acceptable, precise, and can be appropriately reproduced. The fluorimetric technique using 4- methylumbelliferyl-α-D-glucopyranoside substrate in leukocytes is reliable and can be used for definitive diagnosis of Pompe disease; in DBS, can help to improve the screening of this disease, differentiating PD patients from normal individuals, making the research process and more accurate and reliable diagnosis.

Orientadora: Maria Célia Bertolini / Banca: Nilce Maria Martinez Rossi / Banca: Rafael Silva Rocha / Banca: Carlos Takeshi Hotta / Banca: Iran Malavazi / Resumo: The fungus Neurospora crassa, a model organism in studies of gene expression, metabolism, photobiology and circadian rhythm, is able to respond and adapt to different environmental stresses, such as heat shock, pH changes, nutrient limitation, osmotic stress, and others. Besides that, N. crassa has the genome sequenced and collections of knocked-out strains are avalaible to the scientific community. A systematic screening analysis performed with mutant strains in genes encoding transcription factors led to identify proteins involved in the glycogen metabolism regulation in this fungus. Glycogen and trehalose are storage carbohydrates that functions as a carbon and energy reserve. Trehalose can also protect membranes and proteins, increasing the tolerance to adverse conditions. In this work, some transcription factors were functionally characterized regarding their role in glycogen and trehalose metabolism regulation. The first condition investigated was the influence of the circadian clock in the glycogen metabolism. We observed that the glycogen accumulation and the expression of genes encoding glycogen synthase (gsn) and glycogen phosphorylase (gpn) are rhythmic in a wild-type strain and dependent on the FREQUENCY (FRQ) oscillator, the core component of the N. crassa circadian clock. The VOS-1 transcription factor, that is controlled by clock and can act in the connection between clock and glycogen metabolism, binds to gsn and gpn promoters rhythmically. However, the expres... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Tendo em vista que populações de países industrializados aumentaram significativamente o consumo total de gordura, especialmente a saturada, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do consumo de dietas ricas em gordura saturada ou com azeite de oliva virgem sobre peso corporal, consumo calórico e parâmetros bioquímicos em ratos. Quatro grupos de animais foram alimentados durante 16 semanas com 4 diferentes dietas: normocalórica com 9,12% óleo de soja (NOS); hipercalórica óleo de oliva (HOO), com 43,2% óleo de oliva virgem; hipercalórica com 43,2% de gordura saturada (ácidos palmítico, mirístico e esteárico) (HGS); e normocalórica com 43,2% de gordura saturada (NGS). Após o período de tratamento, foram realizadas medidas de síntese e concentração de glicogênio hepático, dosagens de colesterol total e triacilgliceróis em plasma e fígado e testes de tolerância à glicose (TTG) e à insulina (TTI). Animais foram sacrificados por decapitação, sangue foi coletado para as dosagens bioquímicas e fatias de fígado (100-150mg) foram pesadas para as incubações e dosagens bioquímicas. Tecido adiposo foi retirado e pesado para comparação entre os grupos. Durante todo o período de tratamento, animais do grupo HGS consumiram mais e os do grupo HOO menos calorias diárias. Ratos que comeram dieta com gordura saturada ‘ad libitum’, isto é, HGS e NOS, tinham maior peso corporal do que os outros, mas os ratos com dieta HGS tiveram maior deposição de gordura retroperitoneal. Em fígado, a síntese e a concentração de glicogênio foram maiores nos ratos que comeram dieta rica em gordura saturada (HGS e NGS). Em músculo sóleo a síntese de glicogênio só estava aumentada nos animais do grupo NGS. A captação de glicose em músculo sóleo não apresentou diferenças entre os grupos. O GTT teve área sob a curva (AUC) maior no grupo HOO, mas o ITT foi normal. Em plasma, o colesterol total foi maior em HGS e menor em NGS e os triacilgliceróis foram menores em HOO e maiores em HGS. Em fígado, colesterol total e triacligliceróis estavam elevados em todos os animais com dietas HL, porém, foram mais altos no grupo HOO com relação aos outros grupos. A atividade da enzima paraoxonase 1 (PON1) que é relacionada com colesterol HDL, foi menor no grupo HGS. A dosagem de ácidos graxos livres (AGLs) não mostrou diferença significativa entre os grupos, mas observou-se uma tendência a aumento nos animais HGS. Estes resultados sugerem uma correlação positiva entre o consumo de dietas hiperlipídicas com alterações metabólicas. A dieta hiperlipídica com gordura saturada quando ingerida ‘ad libitum’ causou efeitos negativos sobre parâmetros tais como consumo calórico total, perfil lipídico e deposição de gordura, embora a dieta rica em gordura monoinsaturada tenha causado elevação na AUC do GTT e elevação da concentração de CT e TAG em fígado sem alterações no plasma. Mais estudos são necessários para compreensão dos efeitos de tais dietas em parâmetros como tolerância à glicose, síntese e concentração hepática de glicogênio, concentração de TAG e colesterol hepático. O presente estudo estende o conhecimento sobre suas ações no metabolismo intermediário. / Given that populations of industrialized countries increased the total intake of dietary fat, especially saturated fat, in relation to other types of fat, the objective of the present investigation was to evaluate the effects of consumption of diets rich in saturated fat or with virgin olive oil on body weight, caloric consumption and some biochemical parameters in rats. Four groups of animals were fed for 16 weeks with four different diets: normocaloric with 9.12% of the soybean oil (NSO); hipercaloric olive oil (HOO), with 43.2% of the virgin olive oil; hypercaloric saturated fat (HSF), with 43.2 % of the saturated fat (palmitic, stearic and myristic acids) and normocaloric with 43.2% saturated fat (NSF). After the treatment, animals were sacrificed by decapitation, blood was collected for biochemical testing and liver slices (100- 150 mg) were weighed for incubations and biochemical measurements. Adipose tissue was removed and weighed for comparison between groups. Hepatic glycogen synthesis and concentration, total cholesterol and triacylglycerol in plasma and liver and glucose tolerance test (GTT) and insulin tolerance test (ITT) were performed. Throughout the treatment period, the HGS group consumed more and HOO group less calories daily. Rats that ate a diet with saturated fat ‘ad libitum', ie HGS and HOO, had higher body weight than others, but HGS had higher retroperitoneal fat deposition. In liver, glycogen synthesis and concentration were higher in rats under a diet rich in saturated fat (HGS and NGS). In soleus muscle glycogen synthesis was increased only in group NGS. The glucose uptake in soleus muscle showed no differences between groups. The GTT had area under the curve (AUC) higher in group HOO, but the ITT was normal. In plasma, total cholesterol was higher in HGS and lowest in NGS and triacylglycerols were lower in HOO and larger in HGS. In liver, total cholesterol and tryacliglicerols were elevated in all animals under HL diets, however, were higher in group HOO that in the others. The activity of the paraoxonase 1 enzyme (PON1), that is related to HDL cholesterol, was lower in HGS. The determination of free fatty acids (FFAs) showed no significant difference between groups, but there was a tendency to increase in animals HGS. These results suggest a positive correlation between the consumption of high fat diets with metabolic changes. The high fat diet with saturated fat intake when ‘ad libitum' caused negative effects on parameters such as total calories, cholesterol and fat deposition, although the diet rich in monounsaturated fat has caused an increase in the AUC of GTT and increased concentration of TC and TAG in liver without changes in plasma. More studies are needed to understand the effects of such diets on parameters such as glucose tolerance, synthesis and hepatic glycogen concentration, TAG concentration and hepatic cholesterol. The present study extends knowledge about their actions in intermediary metabolism.

Tendo em vista que populações de países industrializados aumentaram significativamente o consumo total de gordura, especialmente a saturada, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do consumo de dietas ricas em gordura saturada ou com azeite de oliva virgem sobre peso corporal, consumo calórico e parâmetros bioquímicos em ratos. Quatro grupos de animais foram alimentados durante 16 semanas com 4 diferentes dietas: normocalórica com 9,12% óleo de soja (NOS); hipercalórica óleo de oliva (HOO), com 43,2% óleo de oliva virgem; hipercalórica com 43,2% de gordura saturada (ácidos palmítico, mirístico e esteárico) (HGS); e normocalórica com 43,2% de gordura saturada (NGS). Após o período de tratamento, foram realizadas medidas de síntese e concentração de glicogênio hepático, dosagens de colesterol total e triacilgliceróis em plasma e fígado e testes de tolerância à glicose (TTG) e à insulina (TTI). Animais foram sacrificados por decapitação, sangue foi coletado para as dosagens bioquímicas e fatias de fígado (100-150mg) foram pesadas para as incubações e dosagens bioquímicas. Tecido adiposo foi retirado e pesado para comparação entre os grupos. Durante todo o período de tratamento, animais do grupo HGS consumiram mais e os do grupo HOO menos calorias diárias. Ratos que comeram dieta com gordura saturada ‘ad libitum’, isto é, HGS e NOS, tinham maior peso corporal do que os outros, mas os ratos com dieta HGS tiveram maior deposição de gordura retroperitoneal. Em fígado, a síntese e a concentração de glicogênio foram maiores nos ratos que comeram dieta rica em gordura saturada (HGS e NGS). Em músculo sóleo a síntese de glicogênio só estava aumentada nos animais do grupo NGS. A captação de glicose em músculo sóleo não apresentou diferenças entre os grupos. O GTT teve área sob a curva (AUC) maior no grupo HOO, mas o ITT foi normal. Em plasma, o colesterol total foi maior em HGS e menor em NGS e os triacilgliceróis foram menores em HOO e maiores em HGS. Em fígado, colesterol total e triacligliceróis estavam elevados em todos os animais com dietas HL, porém, foram mais altos no grupo HOO com relação aos outros grupos. A atividade da enzima paraoxonase 1 (PON1) que é relacionada com colesterol HDL, foi menor no grupo HGS. A dosagem de ácidos graxos livres (AGLs) não mostrou diferença significativa entre os grupos, mas observou-se uma tendência a aumento nos animais HGS. Estes resultados sugerem uma correlação positiva entre o consumo de dietas hiperlipídicas com alterações metabólicas. A dieta hiperlipídica com gordura saturada quando ingerida ‘ad libitum’ causou efeitos negativos sobre parâmetros tais como consumo calórico total, perfil lipídico e deposição de gordura, embora a dieta rica em gordura monoinsaturada tenha causado elevação na AUC do GTT e elevação da concentração de CT e TAG em fígado sem alterações no plasma. Mais estudos são necessários para compreensão dos efeitos de tais dietas em parâmetros como tolerância à glicose, síntese e concentração hepática de glicogênio, concentração de TAG e colesterol hepático. O presente estudo estende o conhecimento sobre suas ações no metabolismo intermediário. / Given that populations of industrialized countries increased the total intake of dietary fat, especially saturated fat, in relation to other types of fat, the objective of the present investigation was to evaluate the effects of consumption of diets rich in saturated fat or with virgin olive oil on body weight, caloric consumption and some biochemical parameters in rats. Four groups of animals were fed for 16 weeks with four different diets: normocaloric with 9.12% of the soybean oil (NSO); hipercaloric olive oil (HOO), with 43.2% of the virgin olive oil; hypercaloric saturated fat (HSF), with 43.2 % of the saturated fat (palmitic, stearic and myristic acids) and normocaloric with 43.2% saturated fat (NSF). After the treatment, animals were sacrificed by decapitation, blood was collected for biochemical testing and liver slices (100- 150 mg) were weighed for incubations and biochemical measurements. Adipose tissue was removed and weighed for comparison between groups. Hepatic glycogen synthesis and concentration, total cholesterol and triacylglycerol in plasma and liver and glucose tolerance test (GTT) and insulin tolerance test (ITT) were performed. Throughout the treatment period, the HGS group consumed more and HOO group less calories daily. Rats that ate a diet with saturated fat ‘ad libitum', ie HGS and HOO, had higher body weight than others, but HGS had higher retroperitoneal fat deposition. In liver, glycogen synthesis and concentration were higher in rats under a diet rich in saturated fat (HGS and NGS). In soleus muscle glycogen synthesis was increased only in group NGS. The glucose uptake in soleus muscle showed no differences between groups. The GTT had area under the curve (AUC) higher in group HOO, but the ITT was normal. In plasma, total cholesterol was higher in HGS and lowest in NGS and triacylglycerols were lower in HOO and larger in HGS. In liver, total cholesterol and tryacliglicerols were elevated in all animals under HL diets, however, were higher in group HOO that in the others. The activity of the paraoxonase 1 enzyme (PON1), that is related to HDL cholesterol, was lower in HGS. The determination of free fatty acids (FFAs) showed no significant difference between groups, but there was a tendency to increase in animals HGS. These results suggest a positive correlation between the consumption of high fat diets with metabolic changes. The high fat diet with saturated fat intake when ‘ad libitum' caused negative effects on parameters such as total calories, cholesterol and fat deposition, although the diet rich in monounsaturated fat has caused an increase in the AUC of GTT and increased concentration of TC and TAG in liver without changes in plasma. More studies are needed to understand the effects of such diets on parameters such as glucose tolerance, synthesis and hepatic glycogen concentration, TAG concentration and hepatic cholesterol. The present study extends knowledge about their actions in intermediary metabolism.

A asfixia perinatal está entre as principais causas diretas de óbito neonatal, sendo um grande determinante de morbidade e comprometimento neurológicos. Sua origem é associada à inadequada perfusão e oxigenação tecidual. Assim, o tipo de dano causado pela asfixia tem relação com o tempo de duração e com a fase do desenvolvimento fetal. Respostas fisiológicas adaptativas, tais como o direcionamento do fluxo sanguíneo para órgãos vitais e o aumento do metabolismo anaeróbico, nem sempre são suficientes para evitar a ocorrência de alterações significativas nas reservas energéticas, na atividade da enzima Na+/K+-ATPase e na concentração de glutamato extracelular. Fêmeas de ratos Wistar, no 22° dia de prenhes foram submetidas à cesariana para a remoção dos dois cornos uterinos. Naquele com menor número de fetos foi realizada a incisão imediata para obtenção dos animais controles. O outro corno uterino foi isolado e mantido em solução salina a 37°C por 15 min para ocasionar a asfixia intra-uterina. Alguns controles foram decapitados imediatamente (controle agudo) enquanto outros foram estimulados a respirar e mantidos a 34°C, por 60 min, em normóxia (controle com recuperação). Ao término da asfixia, alguns neonatos foram imediatamente decapitados (asfixiado agudo) e os restantes foram mantidos a 34°C, por 60 min, em normóxia (asfixiado com recuperação). No presente estudo, foram determinados os níveis de lactato plasmático, de glicemia, a quantidade de glicogênio no fígado, no músculo esquelético, no córtex cerebral e no hipocampo. Também foram avaliados os níveis de ATP no córtex cerebral e a captação de glutamato no córtex cerebral. A avaliação da atividade da Na+/K+-ATPase foi realizada somente no córtex cerebral, nos sinaptossomas obtidos deste tecido e no hipocampo dos grupos agudo. Os resultados indicam que a asfixia perinatal causou aumento significativo na lactacidemia e na glicemia dos animais asfixiados do grupo agudo e do grupo asfixiado com recuperação. Houve redução significativa na quantidade de glicogênio do fígado e do músculo esquelético dos demais grupos em relação ao grupo controle agudo. No córtex cerebral, foi identificada redução significativa de glicogênio no grupo asfixiado agudo e no grupo asfixiado com recuperação em relação aos respectivos grupos controle. Não foi encontrada redução significativa nos níveis de glicogênio do hipocampo nos grupos asfixiado agudo e com recuperação, em relação aos grupos controle. A concentração de ATP diminuiu significativamente no grupo asfixiado e no grupo asfixiado com recuperação em relação ao controle agudo. Não houve diferença significativa na captação de glutamato, no córtex cerebral dos asfixiados agudo e com recuperação. A atividade da enzima Na+/K+-ATPase não foi alterada significativamente nos grupos asfixiado agudo. Conclui-se que a asfixia perinatal causou alterações no metabolismo dos animais, as quais perduraram após 60 min de recuperação. Os resultados sugerem que o córtex cerebral possui uma grande capacidade adaptativa frente à asfixia, o que poderia explicar a manutenção do transporte de glutamato mesmo com uma redução significativa nos níveis de ATP neste tecido. Estudos adicionais serão necessários para identificar estes mecanismos adaptativos que parecem causar diferentes efeitos após a asfixia no córtex cerebral e no hipocampo. / Perinatal asphyxia is among the major direct causes of neonatal death, being a great determinant of morbidity and neurological impairment. Its origin is associated with inadequate tissue oxygenation and perfusion. Thus, the type of damage caused by asphyxia is related to its duration and stage of fetal development. Physiological responses promote adaptation across the perinatal asphyxia, such as the blood flow’s shunting to vital organs and anaerobic metabolism increasing. However, sometimes adaptive responses are not enough to compensate effects of asphyxia, causing significant changes in energy reserves, Na+/K+-ATPase enzyme activity and glutamate extracellular concentration. Female Wistar rats on day 22° of pregnant were subjected to cesarean section and both uterine horns were removed. Control animals fetuses were obtained through immediate incision of one uterine horn. The other one was isolated and maintained in 0.9 % saline solution at 37°C, for 15 min, to obtain asphyxiated neonates. Some controls were immediately decapitated (acute control), while others were stimulated to breathe and kept at 34°C, for 60 min, in normoxia (control with recovery). At the end of asphyxia, some neonates were immediately decapitated (acute asphyxia) and the remaining were kept at 34°C, for 60 min, in normoxia (asphyxia with recovery). In this study, the levels of lactate, glucose, the amount of glycogen in the liver, skeletal muscle, cerebral cortex and hippocampus were determined. ATP levels so as glutamate uptake in the cerebral cortex were also evaluated. Then, the Na+/K+-ATPase activity assay from acute groups was performed in hippocampal tissue, cerebral cortex and synaptosomes obtained from cerebral cortex. These results indicate that perinatal asphyxia caused in acute asphyxia group and asphyxia with recovery group significant increases plasmatic lactate and glucose. In cerebral cortex, acute asphyxia and asphyxia with recovery group showed significant glycogen reduction compared to respective control groups. Differently, it was not observed in hippocampus. ATP concentrations decreased in acute asphyxia and asphyxia with recovery group compared to acute control. There was no significant difference in glutamate uptake of cerebral cortex in acute asphyxia and asphyxia with recovery. Na+/ K+-ATPase enzyme activity was not altered in acute asphyxia related to acute control group. In conclusion, perinatal asphyxia caused changes in animal metabolism, which persisted after 60 min of recovery. Moreover, cerebral cortex after asphyxia, even with a significant reduction in ATP levels, is more capable to maintain glutamate transport compared to hippocampus. More studies are necessary to identify mechanisms that cause different effects in cerebral cortex and hippocampus.