I ntrodução: A insuficiência cardíaca é uma síndrome clínica caracterizada por anormalidades da função do ventrículo esquerdo e regulação neurohormonal, associadas a hipertrofia cardíaca (HC). Dentre as vias intracelulares envolvidas na HC, a via dependente de cálcio calcineurina tem se demonstrado importante. O treinamento físico tem sido utilizado como tratamento coadjuvante de pacientes com IC, mas seu papel sobre a atividade da via da calcineurina relacionado a HC na IC ainda não foi estabelecido. Portanto, neste estudo avaliamos o efeito do treinamento físico sobre a via da calcineurina e sobre a HC em um modelo genético de IC induzida por hiperatividade simpática. Métodos: Estudamos camundongos controle (WT) e com inativação gênica para os receptores adrenérgicos 2A e 2C (2A/2CARKO) dos 5 aos 7 meses, que foram divididos nos grupos WT (n=19), 2A/2CARKO (n=26) e 2A/2CARKO treinados (n=31). O treinamento físico aeróbico em esteira foi realizado durante 8 semanas, 5 vezes por semana por 1 hora. Foi avaliada a tolerância ao esforço pela distância total percorrida em um teste máximo até a exaustão em esteira, a função cardíaca pela fração de encurtamento por meio do ecocardiograma, a estrutura cardíaca pela massa cardíaca das câmaras cardíacas, diâmetro transverso dos cardiomiócitos por microscopia óptica, expressão gênica da -MHC por RT-PCR, a expressão das proteínas calcineurina, NFATc3 e GATA-4 nos extratos citoplasmáticos e nucleares por meio do Western blot, e a localização sub-celular das proteínas NFATc3 e GATA-4 por microscopia confocal. Resultados: Os camundongos 2A/2CARKO apresentaram intolerância ao esforço, prejuízo na função cardíaca e alterações estruturais cardíacas observadas pelo aumento na massa do ventrículo esquerdo, do diâmetro transverso dos cardiomiócitos e da expressão gênica da -MHC. Além disso, os camundongos 2A/2CARKO não apresentaram diferenças na expressão da proteína calcineurina, mas apresentaram aumento na expressão das proteínas NFATc3 e GATA-4 nos extratos nucleares, como também um aumento na localização nuclear das proteínas NFATc3 e GATA-4 quando comparados ao grupo WT. Após o treinamento físico, os camundongos 2A/2CARKO apresentaram aumento na tolerância ao esforço e na função cardíaca, reversão parcial das alterações cardíacas observadas que foram acompanhadas por uma redução na expressão das proteínas NFATc3 3 GATA-4 nos extratos nucleares, como também uma redução na localização das proteínas NFATc3 e GATA-4 no núcleo por microscopia confocal. Conclusão: Os resultados sugerem que o treinamento físico é capaz de promover remodelamento cardíaco reverso com redução na participação da via intracelular da calcineurina e um menor agravamento da IC neste modelo genético de IC. / I ntroduction: Heart failure (HF) is a clinical syndrome characterized by cardiac dysfunction associated with neuro-hormonal hyperactivity, which culminates in cardiac hypertrophy (CH). Among the intracellular pathways involved in CH associated with HF, the calcium-dependept calcineurin pathway has been demonstrated to take an important role. Exercise training has been used as adjuvant treatment of patients with IC, but its role on cardiac remodeling related with calcineurin pathway in CH of HF has not yet been studied yet. Therefore, in the present study we evaluated the effect of exercise training on the calcineurin pathway and on CH in a genetic model of sympathetic hyperactivity induced HF. Methods: A cohort of male congenic 2A/2C-ARKO mice in a C57BL6/J genetic background and their wild-type controls (WT) were studied from 5 to 7 months of age, and were randomly assigned into WT (n=19), 2A/2C-ARKO (n=26) and 2A/2C-ARKO trained (n=31) groups. Treadmill aerobic exercise training was performed over 8 wk, 5 times per wk for 1 hour. Exercise tolerance was evaluated by total distance covered in treadmill maximal test until exhaustion, fractional shortening by echocardiogram, cardiac structure by mass of cardiac cardiac mass, and cardiomyocyte cross-sectional diameter by optical microscopy. -MHC mRNA levels were evaluated by RT-PCR, and expression of calcineurin, NFATc3 and GATA-4 in cytoplasmatic and nuclear extracts were evaluated by Western blot. Indeed sub-cellular localization of NFATc3 and GATA-4 proteins were studied by confocal microscopy. Results: 2A/2C-ARKO mice displayed exercise intolerance, cardiac dysfunction and structural cardiac alterations, which included increased left ventricle mass, myocyte crosssectional diameter and increased -MHC expression when compared to WT group. In addition, we observed alteration in calcineurin pathway associated with CH of 2A/2C-ARKO mice, named increased NFATc3 and GATA-4 expression in nuclear extracts paralleled by increased nuclear localization of NFATc3 and GATA-4 by confocal microscopy when compared to WT group. Exercise training in 2A/2CARKO mice improved exercise tolerance and cardiac function with a partial reversion of CH associated with reduced nuclear expression and localization of NFATc3 and GATA-4 when compared with WT mice. Conclusions: These data provide evidences for the anticardiac remodeling effect of exercise training in HF associated with reduced activation of calcineurin intracellular pathway

Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-10-01T21:57:04Z No. of bitstreams: 1 Fernanda Costa da Cruz Pontes.pdf: 1095030 bytes, checksum: d7cce2afc2521795c55879b83c1206a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-01T21:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda Costa da Cruz Pontes.pdf: 1095030 bytes, checksum: d7cce2afc2521795c55879b83c1206a7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Atualmente, a hipertensão arterial constitui uma doença cardiovascular de altíssima prevalência. A hiperatividade do sistema nervoso simpático é considerada como uma importante característica fisiopatológica da hipertensão arterial. Portanto, sua modulação farmacológica pode ser considerada como um alvo terapêutico estratégico. No entanto, a avaliação da atividade simpática sistêmica em pacientes é ainda bastante controversa. O objetivo principal do presente estudo foi avaliar a existência de uma possível relação entre a expressão da enzima tirosina hidroxilase(TH) em leucócitos periféricos e a concentração plasmática de catecolaminas. Os experimentos foram realizados em ratos Wistar Kyoto (WKY-VEI) e ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Os animais foram tratados por gavagem com losartan (SHR-LOS, 10 mg/kg/dia), clonidina (SHR-CLO, 0,1 mg/kg/dia) ou veículo (SHR-VEI) durante 28 dias. A pressão arterial sistólica (PAS) e a leucometria foram avaliadas antes e após o tratamento. Ao final do tratamento, os animais foram eutanasiados e foi feita a coleta de sangue, bulbo raquidiano e glândulas supra-renais para análises posteriores. A expressão da TH foi avaliada através da técnica de western blotting. A PAS estava elevada nos ratos SHR-VEI antes e após o tratamento com veículo, em comparação com o grupo WKY-VEI. Já nos grupos SHR-LOS e SHR-CLO, o tratamento farmacológico foi capaz de reduzir a PAS para níveis semelhantes àqueles encontrados em animais normotensos. Não foram observadas diferenças significativas na leucometria entre os diferentes grupos experimentais. As concentrações de adrenalina plasmática estavam aumentadas no grupo SHR-VEI, mas não foram reduzidas de maneira significativa por nenhum dos tratamentos farmacológicos. Já a noradrenalina, também elevada no grupo SHRVEI, foi marcadamente reduzida pelos tratamentos utilizados. A expressão da TH se encontrava elevada nos animais do grupo SHR-VEI em todos os tecidos estudados, tendo sido também reduzida significativamente após o tratamento SHR-CLO em todos os tecidos. No grupo SHR-LOS não houve redução significativa da expressão de TH em nenhum tecido. Nossos achados sugerem que os leucócitos periféricos são diretamente influenciados pela hiperatividade simpática sistêmica presente neste modelo experimental. Tais resultados podem abrir novos caminhos para o desenvolvimento de um novo método de análise da hiperatividade simpática em pacientes, o que seria de grande valia não só para o tratamento da hipertensão arterial como também para outras condições patológicas que apresentam esta hiperatividade como característica. / Currently, hypertension is a cardiovascular disease with high prevalence. The hyperactivity of the sympathetic system is shown to be present and important for the development of this disease and its modulation become a therapeutic target, although there are no clinic accurate measures of sympathetic activity. The aim of this study was to evaluate the possible relationship between the expression of the tyrosine hydroxylase enzyme from peripheral leukocytes and plasma catecholamine’s concentration. We conduct experiments in Wistar Kyoto (WKY-VEI) and spontaneously hypertensive rats (SHR). The animals were treated by gavage with losartan (SHR-LOS), clonidine (CLO-SHR) or vehicle (SHR-VEI) for 28 days. Systolic blood pressure (SBP) and white blood cell count was conducted before and after the treatment. At the end of treatment period, animals´ blood was collected and plasma was separated for the measurement of catecholamines, and peripheral leukocytes were separated to analyze the expression of the key enzyme in the metabolism of catecholamines (tyrosine hydroxylase - TH) by Western blotting. The animals were sacrificed and were collected for the same analysis the medulla oblongata and the adrenal gland. SBP was higher in SHR-VEI before and after treatment compared with the WKY-VEI. In groups SHR-LOS and SHR-CLO pharmacological treatment was able to reduce SBP. In leukocytes counting there was no statistical difference in either group before or after the treatment. The plasma adrenaline was increased in SHR-VEI and there was no significantly reduce in the other groups. Norepinephrine, also elevated in SHR-VEI, was markedly reduced by the treatments. The expression of TH was higher in SHR-VEI in all tissues studied and was also significantly reduced after treatment in SHR-CLO in leukocytes, medulla and adrenal gland. There was no reduction of TH expression in SHR-LOS. Based in our findings, we can conclude that the expression of TH in leukocytes is directly influenced by systemic sympathetic hyperactivity present in this experimental model of hypertension. These results may open the door to the development of a new method of analysis of sympathetic hyperactivity in human, which would be of great value not only for the treatment of hypertension as well as other pathological conditions that have this hyperactivity characterized.

I ntrodução: A insuficiência cardíaca é uma síndrome clínica caracterizada por anormalidades da função do ventrículo esquerdo e regulação neurohormonal, associadas a hipertrofia cardíaca (HC). Dentre as vias intracelulares envolvidas na HC, a via dependente de cálcio calcineurina tem se demonstrado importante. O treinamento físico tem sido utilizado como tratamento coadjuvante de pacientes com IC, mas seu papel sobre a atividade da via da calcineurina relacionado a HC na IC ainda não foi estabelecido. Portanto, neste estudo avaliamos o efeito do treinamento físico sobre a via da calcineurina e sobre a HC em um modelo genético de IC induzida por hiperatividade simpática. Métodos: Estudamos camundongos controle (WT) e com inativação gênica para os receptores adrenérgicos 2A e 2C (2A/2CARKO) dos 5 aos 7 meses, que foram divididos nos grupos WT (n=19), 2A/2CARKO (n=26) e 2A/2CARKO treinados (n=31). O treinamento físico aeróbico em esteira foi realizado durante 8 semanas, 5 vezes por semana por 1 hora. Foi avaliada a tolerância ao esforço pela distância total percorrida em um teste máximo até a exaustão em esteira, a função cardíaca pela fração de encurtamento por meio do ecocardiograma, a estrutura cardíaca pela massa cardíaca das câmaras cardíacas, diâmetro transverso dos cardiomiócitos por microscopia óptica, expressão gênica da -MHC por RT-PCR, a expressão das proteínas calcineurina, NFATc3 e GATA-4 nos extratos citoplasmáticos e nucleares por meio do Western blot, e a localização sub-celular das proteínas NFATc3 e GATA-4 por microscopia confocal. Resultados: Os camundongos 2A/2CARKO apresentaram intolerância ao esforço, prejuízo na função cardíaca e alterações estruturais cardíacas observadas pelo aumento na massa do ventrículo esquerdo, do diâmetro transverso dos cardiomiócitos e da expressão gênica da -MHC. Além disso, os camundongos 2A/2CARKO não apresentaram diferenças na expressão da proteína calcineurina, mas apresentaram aumento na expressão das proteínas NFATc3 e GATA-4 nos extratos nucleares, como também um aumento na localização nuclear das proteínas NFATc3 e GATA-4 quando comparados ao grupo WT. Após o treinamento físico, os camundongos 2A/2CARKO apresentaram aumento na tolerância ao esforço e na função cardíaca, reversão parcial das alterações cardíacas observadas que foram acompanhadas por uma redução na expressão das proteínas NFATc3 3 GATA-4 nos extratos nucleares, como também uma redução na localização das proteínas NFATc3 e GATA-4 no núcleo por microscopia confocal. Conclusão: Os resultados sugerem que o treinamento físico é capaz de promover remodelamento cardíaco reverso com redução na participação da via intracelular da calcineurina e um menor agravamento da IC neste modelo genético de IC. / I ntroduction: Heart failure (HF) is a clinical syndrome characterized by cardiac dysfunction associated with neuro-hormonal hyperactivity, which culminates in cardiac hypertrophy (CH). Among the intracellular pathways involved in CH associated with HF, the calcium-dependept calcineurin pathway has been demonstrated to take an important role. Exercise training has been used as adjuvant treatment of patients with IC, but its role on cardiac remodeling related with calcineurin pathway in CH of HF has not yet been studied yet. Therefore, in the present study we evaluated the effect of exercise training on the calcineurin pathway and on CH in a genetic model of sympathetic hyperactivity induced HF. Methods: A cohort of male congenic 2A/2C-ARKO mice in a C57BL6/J genetic background and their wild-type controls (WT) were studied from 5 to 7 months of age, and were randomly assigned into WT (n=19), 2A/2C-ARKO (n=26) and 2A/2C-ARKO trained (n=31) groups. Treadmill aerobic exercise training was performed over 8 wk, 5 times per wk for 1 hour. Exercise tolerance was evaluated by total distance covered in treadmill maximal test until exhaustion, fractional shortening by echocardiogram, cardiac structure by mass of cardiac cardiac mass, and cardiomyocyte cross-sectional diameter by optical microscopy. -MHC mRNA levels were evaluated by RT-PCR, and expression of calcineurin, NFATc3 and GATA-4 in cytoplasmatic and nuclear extracts were evaluated by Western blot. Indeed sub-cellular localization of NFATc3 and GATA-4 proteins were studied by confocal microscopy. Results: 2A/2C-ARKO mice displayed exercise intolerance, cardiac dysfunction and structural cardiac alterations, which included increased left ventricle mass, myocyte crosssectional diameter and increased -MHC expression when compared to WT group. In addition, we observed alteration in calcineurin pathway associated with CH of 2A/2C-ARKO mice, named increased NFATc3 and GATA-4 expression in nuclear extracts paralleled by increased nuclear localization of NFATc3 and GATA-4 by confocal microscopy when compared to WT group. Exercise training in 2A/2CARKO mice improved exercise tolerance and cardiac function with a partial reversion of CH associated with reduced nuclear expression and localization of NFATc3 and GATA-4 when compared with WT mice. Conclusions: These data provide evidences for the anticardiac remodeling effect of exercise training in HF associated with reduced activation of calcineurin intracellular pathway

Recentemente foi descrito que a deleção dos receptores a2A e a2C adrenérgicos em camundongos, proporciona hiperatividade simpática com evidências de insuficiência cardíaca (IC) aos sete meses de idade. Com isso, esses animais representam um modelo experimental para o estudo de diferentes terapias da IC. Estudamos o efeito de antagonistas b-adrenérgicos (BB) de diferentes gerações em camundongos deleção para os receptores a2A e a2C adrenérgicos (KO) entre cinco a sete meses de idade que apresentam mortalidade de 50%. Foram utilizados camundongos controle (CO) (n = 22) e KO (n = 94) divididos randomicamente e tratados por dois meses com salina, propranolol (P), metoprolol (M) e carvedilol (C). Foi avaliada a pressão arterial, freqüência cardíaca (FC), além da tolerância ao esforço (TE) e fração de encurtamento (FS) do ventrículo esquerdo. A estrutura cardíaca foi avaliada pelo diâmetro dos cardiomiócitos (DC) e a fração de colágeno cardíaco (CC). Aos sete meses de idade os KO tratados com salina apresentaram intolerância ao esforço e redução de 30% na FS, e aumento do DC (13%) quando comparados com os CO. Todos os BB foram eficientes em reduzir a FC de repouso dos KO que tornaram-se semelhantes as dos CO. Nenhum BB restabeleceu a TE nos animais KO. P, M e C restauraram de forma similar a FS nos KO. Apesar de todos os BB reduzirem DC, apenas M restabeleceu as dimensões dos cardiomiócitos que passaram a ser semelhantes as dos CO. Em contrapartida, apenas M reduziu parcialmente o CC. M e C reduziram a mortalidade dos KO em 31 %, sendo que o tratamento com propranolol reduziu a mortalidade dos KO em apenas 24% e foi o BB menos tolerado. Os dados evidenciam o beneficio de M e C no tratamento da IC, e sugerem maior estudo das propriedades farmacodinâmicas de M sobre o remodelamento cardíaco. / We have recently reported that disruption for both a2A ?and a2C adrenergic receptor subtypes in mice (KO) leads to sympathetic hyperactivity with evidence of heart failure (HF) by the age of 7 months. These mice provide a model system for evaluating the efficiency among different ?- adrenergic antagonists (BB) for HF therapy. In the present study, we evaluate the effect of three different BB in a cohort of a wild type (n=22) control group (WT) and a cohort of congenic KO (n=94) from five to seven mo of age. Mice from both groups were randomly assigned to receive by gavage (seven days/wk) either saline (S), propranolol (P), metoprolol (M), or carvedilol (C). Exercise capacity was measured using a graded treadmill protocol. Blood pressure (BP) and heart rate (HR) were determined by tail cuff and LV function by echocardiography. The cardiomyocyte width (CW) and cardiac collagen content (CC) were evaluated by light microscopy. At seven mo of age, when cardiac dysfunction is severe, KO treated with S displayed exercise intolerance and 30% decrease in fractional shortening (FS) when compared with WT. In addition, CW (13%) was increased. All BB were efficient in reducing baseline HR of KO mice towards WT levels, however P was less tolerated. Again, all BB similarly restored FS, and reduced CW, but only M reduced CW towards WT levels. Only M significantly decreased CC. M and C decreased mortality rate of KO mice (31 %), while P did decrease it in only 24%. Collectively these data provide direct evidence for beneficial effect of M and C in restoring cardiac function. Further investigation is need to better understand the pharmacodynamics of M on cardiac remodeling

Recentemente foi descrito que a deleção dos receptores a2A e a2C adrenérgicos em camundongos, proporciona hiperatividade simpática com evidências de insuficiência cardíaca (IC) aos sete meses de idade. Com isso, esses animais representam um modelo experimental para o estudo de diferentes terapias da IC. Estudamos o efeito de antagonistas b-adrenérgicos (BB) de diferentes gerações em camundongos deleção para os receptores a2A e a2C adrenérgicos (KO) entre cinco a sete meses de idade que apresentam mortalidade de 50%. Foram utilizados camundongos controle (CO) (n = 22) e KO (n = 94) divididos randomicamente e tratados por dois meses com salina, propranolol (P), metoprolol (M) e carvedilol (C). Foi avaliada a pressão arterial, freqüência cardíaca (FC), além da tolerância ao esforço (TE) e fração de encurtamento (FS) do ventrículo esquerdo. A estrutura cardíaca foi avaliada pelo diâmetro dos cardiomiócitos (DC) e a fração de colágeno cardíaco (CC). Aos sete meses de idade os KO tratados com salina apresentaram intolerância ao esforço e redução de 30% na FS, e aumento do DC (13%) quando comparados com os CO. Todos os BB foram eficientes em reduzir a FC de repouso dos KO que tornaram-se semelhantes as dos CO. Nenhum BB restabeleceu a TE nos animais KO. P, M e C restauraram de forma similar a FS nos KO. Apesar de todos os BB reduzirem DC, apenas M restabeleceu as dimensões dos cardiomiócitos que passaram a ser semelhantes as dos CO. Em contrapartida, apenas M reduziu parcialmente o CC. M e C reduziram a mortalidade dos KO em 31 %, sendo que o tratamento com propranolol reduziu a mortalidade dos KO em apenas 24% e foi o BB menos tolerado. Os dados evidenciam o beneficio de M e C no tratamento da IC, e sugerem maior estudo das propriedades farmacodinâmicas de M sobre o remodelamento cardíaco. / We have recently reported that disruption for both a2A ?and a2C adrenergic receptor subtypes in mice (KO) leads to sympathetic hyperactivity with evidence of heart failure (HF) by the age of 7 months. These mice provide a model system for evaluating the efficiency among different ?- adrenergic antagonists (BB) for HF therapy. In the present study, we evaluate the effect of three different BB in a cohort of a wild type (n=22) control group (WT) and a cohort of congenic KO (n=94) from five to seven mo of age. Mice from both groups were randomly assigned to receive by gavage (seven days/wk) either saline (S), propranolol (P), metoprolol (M), or carvedilol (C). Exercise capacity was measured using a graded treadmill protocol. Blood pressure (BP) and heart rate (HR) were determined by tail cuff and LV function by echocardiography. The cardiomyocyte width (CW) and cardiac collagen content (CC) were evaluated by light microscopy. At seven mo of age, when cardiac dysfunction is severe, KO treated with S displayed exercise intolerance and 30% decrease in fractional shortening (FS) when compared with WT. In addition, CW (13%) was increased. All BB were efficient in reducing baseline HR of KO mice towards WT levels, however P was less tolerated. Again, all BB similarly restored FS, and reduced CW, but only M reduced CW towards WT levels. Only M significantly decreased CC. M and C decreased mortality rate of KO mice (31 %), while P did decrease it in only 24%. Collectively these data provide direct evidence for beneficial effect of M and C in restoring cardiac function. Further investigation is need to better understand the pharmacodynamics of M on cardiac remodeling

Sabe-se que a ativação do Sistema Nervoso Simpático (SNS) induz osteopenia via adrenoceptores b2 (b2-AR). Para investigar se o hormônio tireoideano (HT) interage com o SNS para regular a massa óssea, estudamos o efeito do HT em associação com isoproterenol ou propranolol (agonista e antagonista b-adrenérgicos) e avaliamos o efeito do HT em camundongos com elevado tônus simpático, devido à dupla inativação gênica do a2A-AR e a2C-AR (a2A/a2C-AR-/-), autorreceptores que inibem a liberação de noradrenalina. Vimos que esses animais apresentam um fenótipo de alta massa óssea, apesar do elevado tônus simpático e de intacta sinalização b2-adrenérgica, sugerindo que o a2A-AR e/ou a2C-AR, além do b2-AR, possam mediar ações do SNS no osso. O propranolol limitou e o isoproterenol acentuou os efeitos deletérios do HT no esqueleto, já os animais a2A/a2C-AR-/- apresentaram resistência à osteopenia induzida pela tireotoxicose, o que sugere que há interação entre SNS e o HT para regular a massa óssea, e que esta depende tanto do b2-AR como do a2A- e/ou a2C-AR. / It is known that the sympathetic nervous system (SNS) activation induces ostepenia, via b2-adrenoceptors (b2AR). To investigate if thyroid hormone (TH) interacts with the SNS to regulate bone mass, we studied the effect of TH in association with isoproterenol or propranolol (b-adrenergic agonist and antagonist) and evaluated the effect of TH in mice with a chronic elevated sympathetic tone, due to double disruption of a2A-AR and a2C-AR (a2a/a2c-AR-/-), autoreceptors that inhibit noradrenalin release. We showed that KO mice present a high bone mass phenotype in spite of an elevated sympathetic tone and of intact b2-adrenergic signaling, which suggests that a2A- and/or a2C-AR, besides b2-AR, may also mediate the SNS actions in the bone. Propranolol limited and isoproterenol accentuated the deleterious effects of TH in the skeleton, while a2A/a2C-AR-/- mice presented resistance to the T3-induced osteopenia, which suggest that there is an interaction between the SNS and TH to regulate bone mass, and that it is dependent on b2-AR and a2A-AR and/or a2C-AR signaling.

A atrofia está associada ao aumento da degradação protéica em doenças sistêmicas, sendo o sistema proteolítico ubiquitina proteassoma (SUP) uma das principais vias envolvidas. Contudo, pouco é conhecido sobre a contribuição do SUP à atrofia desencadeada pela insuficiência cardíaca (IC). Sabendo dos benefícios do treinamento físico aeróbico (TFA) e que os mecanismos moleculares envolvidos na atrofia na IC ainda não estão esclarecidos, nessa dissertação investigamos: 1) a contribuição do SUP para a atrofia associada à IC em 2 modelos experimentais: um modelo genético de camundongos com hiperatividade simpática (HS), e um modelo de infarto do miocárdio (IM) em ratos e 2) o efeito do TFA sobre a atrofia associada à IC e sobre o SUP. Na HS verificamos aumento da expressão das E3 ligases, da deubiquitinase USP28, das proteínas ubiquitinadas e da atividade do proteassoma no sítio quimiotripsina, sendo que o TFA reduziu a expressão dos componentes alterados. No IM, observamos disfunção cardíaca não associada à IC, porém, com aumento da expressão de Atrogin-1; enquanto o TFA não produziu efeitos significantes. Dessa forma, os dados sugerem a participação do SUP na atrofia desencadeada pela IC na HS e, que o TFA previne a atrofia por reduzir a expressão/atividade de alguns componentes do SUP; e, que no IM, o aumento da expressão de Atrogin-1 precedeu a perda de massa muscular / Skeletal muscle atrophy is associated with increased protein degradation in systemic diseases, which seems to be mainly related to ubiquitin-proteasome system (UPS). However, little is known about UPS contribution to the heart failure-induced muscle atrophy (HF-MA). Likewise, aerobic exercise training (AET) has been established as an adjuvant therapy for HF and molecular mechanisms underlying HF-MA has not been clarified yet. The objectives of the study were: 1) to verify UPS contribution for HF-MA in 2 experimental models: sympathetic hyperactivity-induced HF (α2A/α2CARKO) in mice, and myocardial infarction model (MI) in rats and 2) AET effects on HF-MA and UPS. In α2A/α2C ARKO mice, we observed activation of UPS characterized by increased mRNA levels of E3 ligases Atrogin-1 and E3-a, deubiquitinating enzyme USP28, increased levels of ubiquitinated proteins and chymotrypsin-like proteasome activity. AET prevented HF-MA in the α2A/α2C ARKO by reducing of UPS activity. In MI model, rats displayed cardiac dysfunction and exercise intolerance with no signs of atrophy. However, Atrogin-1 mRNA and protein levels were increased. Therefore, alterations in Atrogin-1expression might precede atrophy and HF in this model. In conclusion, our data provide evidence for skeletal muscle anti-atrophic effect upon AET in α2A/α2C ARKO that is related, at least in part, to a reduced UPS

Sabe-se que a ativação do Sistema Nervoso Simpático (SNS) induz osteopenia via adrenoceptores b2 (b2-AR). Para investigar se o hormônio tireoideano (HT) interage com o SNS para regular a massa óssea, estudamos o efeito do HT em associação com isoproterenol ou propranolol (agonista e antagonista b-adrenérgicos) e avaliamos o efeito do HT em camundongos com elevado tônus simpático, devido à dupla inativação gênica do a2A-AR e a2C-AR (a2A/a2C-AR-/-), autorreceptores que inibem a liberação de noradrenalina. Vimos que esses animais apresentam um fenótipo de alta massa óssea, apesar do elevado tônus simpático e de intacta sinalização b2-adrenérgica, sugerindo que o a2A-AR e/ou a2C-AR, além do b2-AR, possam mediar ações do SNS no osso. O propranolol limitou e o isoproterenol acentuou os efeitos deletérios do HT no esqueleto, já os animais a2A/a2C-AR-/- apresentaram resistência à osteopenia induzida pela tireotoxicose, o que sugere que há interação entre SNS e o HT para regular a massa óssea, e que esta depende tanto do b2-AR como do a2A- e/ou a2C-AR. / It is known that the sympathetic nervous system (SNS) activation induces ostepenia, via b2-adrenoceptors (b2AR). To investigate if thyroid hormone (TH) interacts with the SNS to regulate bone mass, we studied the effect of TH in association with isoproterenol or propranolol (b-adrenergic agonist and antagonist) and evaluated the effect of TH in mice with a chronic elevated sympathetic tone, due to double disruption of a2A-AR and a2C-AR (a2a/a2c-AR-/-), autoreceptors that inhibit noradrenalin release. We showed that KO mice present a high bone mass phenotype in spite of an elevated sympathetic tone and of intact b2-adrenergic signaling, which suggests that a2A- and/or a2C-AR, besides b2-AR, may also mediate the SNS actions in the bone. Propranolol limited and isoproterenol accentuated the deleterious effects of TH in the skeleton, while a2A/a2C-AR-/- mice presented resistance to the T3-induced osteopenia, which suggest that there is an interaction between the SNS and TH to regulate bone mass, and that it is dependent on b2-AR and a2A-AR and/or a2C-AR signaling.

A atrofia está associada ao aumento da degradação protéica em doenças sistêmicas, sendo o sistema proteolítico ubiquitina proteassoma (SUP) uma das principais vias envolvidas. Contudo, pouco é conhecido sobre a contribuição do SUP à atrofia desencadeada pela insuficiência cardíaca (IC). Sabendo dos benefícios do treinamento físico aeróbico (TFA) e que os mecanismos moleculares envolvidos na atrofia na IC ainda não estão esclarecidos, nessa dissertação investigamos: 1) a contribuição do SUP para a atrofia associada à IC em 2 modelos experimentais: um modelo genético de camundongos com hiperatividade simpática (HS), e um modelo de infarto do miocárdio (IM) em ratos e 2) o efeito do TFA sobre a atrofia associada à IC e sobre o SUP. Na HS verificamos aumento da expressão das E3 ligases, da deubiquitinase USP28, das proteínas ubiquitinadas e da atividade do proteassoma no sítio quimiotripsina, sendo que o TFA reduziu a expressão dos componentes alterados. No IM, observamos disfunção cardíaca não associada à IC, porém, com aumento da expressão de Atrogin-1; enquanto o TFA não produziu efeitos significantes. Dessa forma, os dados sugerem a participação do SUP na atrofia desencadeada pela IC na HS e, que o TFA previne a atrofia por reduzir a expressão/atividade de alguns componentes do SUP; e, que no IM, o aumento da expressão de Atrogin-1 precedeu a perda de massa muscular / Skeletal muscle atrophy is associated with increased protein degradation in systemic diseases, which seems to be mainly related to ubiquitin-proteasome system (UPS). However, little is known about UPS contribution to the heart failure-induced muscle atrophy (HF-MA). Likewise, aerobic exercise training (AET) has been established as an adjuvant therapy for HF and molecular mechanisms underlying HF-MA has not been clarified yet. The objectives of the study were: 1) to verify UPS contribution for HF-MA in 2 experimental models: sympathetic hyperactivity-induced HF (α2A/α2CARKO) in mice, and myocardial infarction model (MI) in rats and 2) AET effects on HF-MA and UPS. In α2A/α2C ARKO mice, we observed activation of UPS characterized by increased mRNA levels of E3 ligases Atrogin-1 and E3-a, deubiquitinating enzyme USP28, increased levels of ubiquitinated proteins and chymotrypsin-like proteasome activity. AET prevented HF-MA in the α2A/α2C ARKO by reducing of UPS activity. In MI model, rats displayed cardiac dysfunction and exercise intolerance with no signs of atrophy. However, Atrogin-1 mRNA and protein levels were increased. Therefore, alterations in Atrogin-1expression might precede atrophy and HF in this model. In conclusion, our data provide evidence for skeletal muscle anti-atrophic effect upon AET in α2A/α2C ARKO that is related, at least in part, to a reduced UPS