O peptídeo liberador de gastrina (GRP) age como potente mitógeno em tecidos neoplásicos pela ativação do seu receptor (GRPR), que é super expresso em estágios avançados de neuroblastoma humano. GRPR knockdown ou antagonistas de GRPR mostraram inibir o crescimento de neuroblastoma. Investigou-se, em condições experimentais, que os antagonistas de GRPR podem promover, em vez de inibir o crescimento de células de neuroblastoma. O antagonista do GRPR, RC-3095 em 0,1 nM inibiu, enquanto a concentração de 100 nM estimulou a proliferação de células de neuroblastoma murino Neuro2a, in vitro. Os efeitos proliferativos de RC -3095 no crescimento celular foram impedidos pelo inibidor de deacetilase de histona (HDI), butirato sódico (NAB). Estes resultados fornecem a primeira evidência de que um antagonista do GRPR pode estimular o crescimento de células cancerosas, e sugerem que o GRPR pode interagir com os mecanismos epigenéticos na regulação do crescimento de células do neuroblastoma.

O envelhecimento da população mundial aumentou o interesse na busca pelos mecanismos fisiológicos e bioquímicos envolvidos no processo do envelhecimento saudável e por estratégias preventivas e terapêuticas de doenças relacionadas à idade. O envelhecimento cerebral alterou a atividade global de histona desacetilases (HDAC), enzima envolvida nos níveis de acetilação de histonas, marca epigenética relacionada com a expressão gênica. Nosso grupo de pesquisa demonstrou que o protocolo de exercício físico diário em esteira reduziu a atividade global da HDAC no córtex frontal imediatamente e 1 hora após a última sessão de treino. Assim, é de interesse elucidar as isoformas de HDAC envolvidas no processo de envelhecimento e no efeito do exercício físico. O exercício físico voluntário aumenta os níveis do Fator Neurotrófico Derivado do Encéfalo (BDNF) por mecanismos epigenéticos, no entanto, o impacto do exercício forçado parece ser contraditório. Nossos objetivos foram avaliar os efeitos do envelhecimento e do exercício de corrida sobre os níveis de HDAC2 e de BDNF em córtex pré-frontal de ratos Wistar. Para isso, utilizamos ratos Wistar machos com 3 e 20 meses de idade. Os animais do grupo exercitado foram submetidos ao protocolo diário de exercício físico moderado em esteira por 14 dias. No 13° dia, os animais foram submetidos à tarefa da esquiva inibitória (treino) e, no 14° dia, 30 minutos após a última sessão de exercício físico, foi realizado o teste do paradigma da esquiva inibitória. Após 30 minutos do teste na esquiva inibitória (uma hora após a última sessão de exercício), os córtices foram obtidos para os ensaios bioquímicos. Os níveis da HDAC2 foram maiores em córtices de animais envelhecidos. Ainda, foi observada uma correlação negativa entre o conteúdo da HDAC2 e o desempenho no teste de memória aversiva (esquiva inibitória). O exercício físico em esteira não alterou os níveis de HDAC2 em nenhuma das idades testadas. O envelhecimento e o exercício físico em esteira não alteraram os níveis de BDNF. Nossos dados sugerem que os altos níveis de HDAC2 estão envolvidos com o pior desempenho de animais envelhecidos na memória aversiva e que esta isoenzima não está relacionada aos efeitos epigenéticos do exercício físico em córtex pré-frontal. / Increasing attention has been paid to study the physiological and biochemical mechanisms of healthy aging process as well to seek therapeutic and protective strategies for age-related neurodegenerative diseases, since the aging population is growing. Epigenetic marks related to gene expression has been involved in aging brain process; increases in global histone desacetylase (HDAC) activity, enzyme involved with histone acetylation levels, has been found in aged brain areas. Our research group demonstrated that daily treadmill exercise protocol reduced global HDAC activity in frontal cortex immediately and 1hr after the last training session. The role of HDAC isoforms in aging process and exercise effects still needs to be elucidated. Taken that a specific HDAC isoform, HDAC2, has been involved with formation of hippocampus-dependent memory, the involvement of HDAC2 in aging process and exercise effects must be considered. Besides, it was described that voluntary exercise increases the levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) through epigenetic mechanisms; while the forced exercise effects on BDNF levels seem be contradictory. Our aim was to evaluate the aging and exercise effects on HDAC2 and BDNF levels in prefrontal cortices of Wistar rats. Young adult and age male Wistar rats were submitted to a daily moderate treadmill exercise protocol (20 min/day during 14 days). The rats were assigned to sedentary and exercise groups. Single-trial step-down inhibitory avoidance (IA) conditioning was employed as an aversive memory paradigm. In the training trial (IA), rats were placed on a platform and immediately after stepping down on the grid received a footshock prior to removal from the apparatus. The test trial took place 24 hours after the training trial. Prefrontal cortices were obtained thirty minutes after inhibitory avoidance test, what was 1 hour after the last training session of exercise. HDAC2 levels were increased in cortices of aged rats. Moreover, a negative correlation was observed between HDAC2 content and aversive memory performance evaluated by inhibitory avoidance. Treadmill exercise did not alter the HDAC2 levels in any evaluated age. Aging process and treadmill exercise were unable to alter BDNF levels. Our results suggest that the age-related memory impairment may be associated with the increased HDAC2 levels.

O envelhecimento da população mundial aumentou o interesse na busca pelos mecanismos fisiológicos e bioquímicos envolvidos no processo do envelhecimento saudável e por estratégias preventivas e terapêuticas de doenças relacionadas à idade. O envelhecimento cerebral alterou a atividade global de histona desacetilases (HDAC), enzima envolvida nos níveis de acetilação de histonas, marca epigenética relacionada com a expressão gênica. Nosso grupo de pesquisa demonstrou que o protocolo de exercício físico diário em esteira reduziu a atividade global da HDAC no córtex frontal imediatamente e 1 hora após a última sessão de treino. Assim, é de interesse elucidar as isoformas de HDAC envolvidas no processo de envelhecimento e no efeito do exercício físico. O exercício físico voluntário aumenta os níveis do Fator Neurotrófico Derivado do Encéfalo (BDNF) por mecanismos epigenéticos, no entanto, o impacto do exercício forçado parece ser contraditório. Nossos objetivos foram avaliar os efeitos do envelhecimento e do exercício de corrida sobre os níveis de HDAC2 e de BDNF em córtex pré-frontal de ratos Wistar. Para isso, utilizamos ratos Wistar machos com 3 e 20 meses de idade. Os animais do grupo exercitado foram submetidos ao protocolo diário de exercício físico moderado em esteira por 14 dias. No 13° dia, os animais foram submetidos à tarefa da esquiva inibitória (treino) e, no 14° dia, 30 minutos após a última sessão de exercício físico, foi realizado o teste do paradigma da esquiva inibitória. Após 30 minutos do teste na esquiva inibitória (uma hora após a última sessão de exercício), os córtices foram obtidos para os ensaios bioquímicos. Os níveis da HDAC2 foram maiores em córtices de animais envelhecidos. Ainda, foi observada uma correlação negativa entre o conteúdo da HDAC2 e o desempenho no teste de memória aversiva (esquiva inibitória). O exercício físico em esteira não alterou os níveis de HDAC2 em nenhuma das idades testadas. O envelhecimento e o exercício físico em esteira não alteraram os níveis de BDNF. Nossos dados sugerem que os altos níveis de HDAC2 estão envolvidos com o pior desempenho de animais envelhecidos na memória aversiva e que esta isoenzima não está relacionada aos efeitos epigenéticos do exercício físico em córtex pré-frontal. / Increasing attention has been paid to study the physiological and biochemical mechanisms of healthy aging process as well to seek therapeutic and protective strategies for age-related neurodegenerative diseases, since the aging population is growing. Epigenetic marks related to gene expression has been involved in aging brain process; increases in global histone desacetylase (HDAC) activity, enzyme involved with histone acetylation levels, has been found in aged brain areas. Our research group demonstrated that daily treadmill exercise protocol reduced global HDAC activity in frontal cortex immediately and 1hr after the last training session. The role of HDAC isoforms in aging process and exercise effects still needs to be elucidated. Taken that a specific HDAC isoform, HDAC2, has been involved with formation of hippocampus-dependent memory, the involvement of HDAC2 in aging process and exercise effects must be considered. Besides, it was described that voluntary exercise increases the levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) through epigenetic mechanisms; while the forced exercise effects on BDNF levels seem be contradictory. Our aim was to evaluate the aging and exercise effects on HDAC2 and BDNF levels in prefrontal cortices of Wistar rats. Young adult and age male Wistar rats were submitted to a daily moderate treadmill exercise protocol (20 min/day during 14 days). The rats were assigned to sedentary and exercise groups. Single-trial step-down inhibitory avoidance (IA) conditioning was employed as an aversive memory paradigm. In the training trial (IA), rats were placed on a platform and immediately after stepping down on the grid received a footshock prior to removal from the apparatus. The test trial took place 24 hours after the training trial. Prefrontal cortices were obtained thirty minutes after inhibitory avoidance test, what was 1 hour after the last training session of exercise. HDAC2 levels were increased in cortices of aged rats. Moreover, a negative correlation was observed between HDAC2 content and aversive memory performance evaluated by inhibitory avoidance. Treadmill exercise did not alter the HDAC2 levels in any evaluated age. Aging process and treadmill exercise were unable to alter BDNF levels. Our results suggest that the age-related memory impairment may be associated with the increased HDAC2 levels.

Com o aumento da expectativa de vida, estima-se um aumento na incidência de doenças neurodegenerativas, como a Doença de Alzheimer (DA). Vários processos fisiopatológicos interligados estão envolvidos tanto no processo do envelhecimento, quanto na etiologia das desordens neurodegenerativas, como por exemplo, o estresse oxidativo e a neuroinflamação. Têm sido descrito que mecanismos epigenéticos podem estar relacionados com o processo de envelhecimento, ocasionando modificações na expressão gênica em diferentes regiões do cérebro, como por exemplo, a acetilação de histonas que é responsável em parte, pela transcrição gênica, sendo esse processo controlado por duas enzimas, a histona acetiltransferase (HAT) e a histona desacetilase (HDAC). A HAT é responsável por ocasionar um relaxamento da cromatina e com isso uma maior acessibilidade para o processo de transcrição gênica enquanto que a HDAC causa uma maior compactação da cromatina, resultando uma supressão na transcrição gênica. Considerando o papel da acetilação de histonas no processo de envelhecimento, em especial em doenças neurodegenerativas, tem sido sugerido o uso de estratégias que aumentem a acetilação com finalidade neuroprotetora como, por exemplo, o uso de inibidores de HDAC. Diversos estudos demonstram que os inibidores da HDAC são capazes de melhorar as funções cognitivas e a formação de memória. Nesse contexto, a curcumina, um composto polifenólico encontrado no açafrão (Curcuma longa) tem demonstrado ser capaz de atuar sobre os mecanismos epigenéticos, sendo sugerido como um potente inibidor da HDAC. Assim, o objetivo desse trabalho foi investigar o tratamento agudo com extrato etanólico de Curcuma longa sobre a atividade da enzima histona desacetilase em estruturas cerebrais, hipocampo e córtex frontal, de ratos Wistar. Ratos Wistar machos adultos (3 e 20 meses de idade) foram aleatoriamente distribuídos nos seguintes grupos: salina, veículo (DMSO), extrato etanólico de Curcuma longa 10mg/Kg e 50mg/Kg. A atividade da histona desacetilase (HDAC) foi mensurada após 2 e 18 horas da administração, utilizando kit de ELISA específico. A ANOVA de três vias indicou um efeito do tempo (F(1,71)=4.238,p=0.044) após a administração do extrato etanólico de Curcuma longa e um efeito da idade em hipocampos (F(1,71) =10.430, p=0.002), ou seja, animais com 20 meses apresentaram atividade maior da HDAC quando comparados com os animais de 3 meses de idade. Em córtex frontal, a ANOVA de três vias indicou um efeito da idade (F(1,75)=4.438,p=0.039) e uma interação entre idade e tempo (F(1,75)=1.765,p=0.001). Em ambas as estruturas analisadas, não houve efeito da administração com extrato de Curcuma longa. Nossos resultados demonstram que a atividade da histona desacetilase foi aumentada em ambas as estruturas testadas de ratos com 20 meses de idade, sugerindo que no processo de envelhecimento cerebral ocorra uma redução na acetilação de histonas, o que pode reduzir a transcrição gênica. Além disso, a atividade da HDAC parece ser influenciada pelo ritmo circadiano, uma vez que houve um efeito do tempo nos níveis da atividade da HDAC em ambas as estruturas analisadas. A atividade da HDAC foi maior no tempo de 18 horas (correspondendo ao período da manhã) quando comparado ao tempo de 2 horas, que corresponde ao turno da tarde, este dado pode estar relacionado à cronobiologia, onde a organização circadiana permite que o organismo mantenha a homeostase em resposta a variações diárias decorrentes do ambiente externo e do próprio organismo. Cabe descrever que os ratos Wistar são notívagos, onde o período da manhã é o início do período de sono; assim poderíamos sugerir uma redução da acetilação e consequentemente uma redução na expressão gênica nesse período. / With the increase of life expectancy, an increase in the incidence of neurodegenerative diseases, for example, the Alzheimer‟s disease (AD),is estimated. Several interconnected pathophysiological processes are involved both in the aging process and neurodegenerative diseases, oxidative stress and neuroinflammation. It has been described that epigenetic alterations may be related to the aging process, causing changes in gene expression in different regions of the brain, such as, histone acetylation (HAT), and histones deacetylases (HDAT). The HAT is responsible for causing a relaxation of chromatin and, thus, a better accessibility to the process of gene transcription, while HDAC causes further compactation of chromatin, resulting in gene transcription suppression. Considering the role of histone acetylation in the aging process, especially in neurodegenerative diseases, it has been suggested the use of strategies to increase the acetylation with neuroprotective purposes, such as, for example, the use of HDAC inhibitors. Several studies have shown that HDAC inhibitors are capable of improving the cognitive functions and memory formation. In this context, curcumin, a polyphenolic compound found in turmeric (Curcuma longa) has been shown to be capable of acting on epigenetic mechanisms, being suggested as potent inhibitor of HDAC. The aim of this work was to investigate the effect of acute treatment with ethanol extract of Curcuma longa on the activity of histone deacetylases enzymes in brain structures, hippocampus and frontal cortex of Wistar rats. Male Wistar rats (3 and 20 months old) were randomly distributed into four groups: saline, vehicle (DMSO), Curcuma longa ethanol extract (10mg/kg and 50mg/Kg.) The histone deacetylase (HDAC) activity was measured 2 and 18 hours after administration, using specific ELISA kit. The three-way ANOVA showed a time effect (F(1,71)=4.238,p=0.044) after the administration of Curcuma longa ethanol extract and an age effect in hippocampus (F(1,71)=10.430,p=0.002), that is, 20-months Wistar rats presented a higher HDAC activity when compared to 3-months Wistar rats. In frontal cortex, the three-way ANOVA showed an age effect (F(1,75)=4.438,p=0.039) and an interaction between age and time (F(1,75)=1.765,p=0.001). In both structures, there was no effect of Curcuma longa extract administration. Our results show that the activity of histone deacetylase was increased in both structures of 20-months Wistar rats, suggesting that in the brain aging process it occurs a reduction in histone acetylation, which can reduce gene transcription. Furthermore, as there was a time effect on the levels of HDAC activity in both analyzed structures, the HDAC activity may be influenced by the circadian rhythm. The HDAC activity was higher in 18 – hour period (corresponding to the morning period) as compared to 2 - hour period (corresponding to the afternoon period). This finding may be related to chronobiology, in which the circadian organization allows the body to maintain homeostasis in response to daily changes arising from the external environment and the body itself. It is important to highlight that Wistar rats are nocturnal creatures, having the morning as the beginning of the sleep period. So, they can present a reduction in acetylation and a consequent reduction in gene expression during this period.

O objetivo do presente estudo foi analisar o efeito do treinamento aeróbico periodizado realizado em ambientes aquático ou terrestre sobre parâmetros de estado oxidativo, inflamatórios e epigenéticos em sangue periférico de sujeitos adultos com diabetes mellitus tipo 2 (DMT2). Pacientes com DMT2 sedentários (55-64 anos de idade) randomizados foram alocados em dois grupos, um grupo realizou treinamento aeróbico aquático e outro grupo realizou treinamento aeróbico terrestre. Os programas de treinamento aeróbico intervalado foram realizados três vezes por semana com duração de 45 minutos cada sessão por 12 semanas, que consistiu em caminhada e/ou corrida em piscina funda realizada pelos indivíduos do grupo de exercícios aquáticos ou caminhada e/ou corrida em pista atlética realizada pelos indivíduos do grupo de treinamento terrestre. Os treinamentos em ambos os meios apresentaram uma periodização similar; as intensidades foram determinadas a partir do segundo limiar ventilatório (LV2) de cada indivíduo. O protocolo consistiu de quatro mesociclos com três semanas cada um, durante três meses. O sangue periférico foi coletado antes e imediatamente depois da primeira e da última sessão de exercício, assim foram avaliados os efeitos agudo da primeira sessão, agudo em indivíduos treinados, além do treinamento crônico. Foram avaliados parâmetros de estado oxidativo, por meio do conteúdo de espécies reativas, do dano aos lipídeos através do nível de 8-isoprostanos e formação de substâncias fluorescentes, assim como danos às proteínas a partir do conteúdo dos resíduos de triptofano e tirosina. Além disso, a capacidade antioxidante total (TRAP) foi avaliada, assim como a atividade de enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e a glutationa peroxidase (GPX). Ainda, foram avaliados parâmetros inflamatórios através dos níveis das interleucinas 6 (IL6), interleucina 1β (IL1β e interleucina 10 (IL10). Foi avaliada a atividade global da enzima histona desacetilase (HDAC). Houve uma diminuição do conteúdo das espécies reativas e do nível de isoprostanos após a primeira sessão de exercício, assim como após a última sessão de exercício, indicando um efeito agudo do exercício mesmo nos indivíduos treinados. Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, ocorreu uma redução da atividade da GPX após as 12 semanas de treinamento e as atividades da SOD e da CAT diminuíram após a primeira sessão de exercício e após as 12 semanas de treinamento, sem nenhum efeito sobre o conteúdo das espécies reativas. Não houve diferença significativa entre os grupos água ou terra. Após 12 semanas de treinamento em ambos os ambientes, foi observado um aumento da IL-10, uma citocina anti-inflamatória. A atividade global da enzima HDAC aumentou agudamente após a primeira e última sessão de exercício, e ocorreu uma diminuição após as 12 semanas de treinamento tanto no grupo água como no grupo terra. Em relação aos outros parâmetros avaliados, não foram observadas diferenças significativas. A partir dos resultados obtidos, podemos sugerir que o treinamento periodizado, que respeita as características individuais, tanto em meio aquático como em terrestre, é capaz de alterar parâmetros de estado oxidativo, epigenéticos e inflamatórios em sangue periférico de pacientes com DMT2. / The aim of this study was to analyze the effects of aerobic training periodization performed in aquatic or dry land environment on oxidative stress, inflammatory and epigenetic parameters in blood of subjects with type 2 diabetes mellitus (T2DM). Sedentary patients (55-64 years) diagnosed with T2DM with no regular physical activity were allocated in a water group or a dry land group through a blinded randomization. The exercise programs consisted in aerobic interval training sessions three times a week during 12 weeks involving deep-water walking or running in swimming pool with a life vest (water group) or walking or running on a track (land group). The intensities were determined by individual second ventilatory threshold, obtained through maximal effort test, performed in their specific training environment. Our protocol consists of a periodised training with four mesocycles of three weeks each during 3 months. The effects of first and last sessions, as well as, of 12 weeks training (without any effect of acute exercise) were investigated. Firstly, we evaluated several oxidative state parameters, specifically the reactive species content, the lipid peroxidation through the 8-isoprostane levels and the fluorescent substances formation, the protein damage by the content of tryptophan and tyrosine residues. Moreover, the total antioxidant capacity (TRAP) was evaluated, as well as the antioxidant enzyme activities, namely glutathione peroxidase (GPX), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT). There were decreases in the reactive species and isoprostane levels after the first and the last exercise session, indicating an acute effect of exercise even in trained subjects. The exercise reduced antioxidant enzyme activities without any effect on TRAP values. Interestingly, there were no significant differences between land group and water groups. Yet, it was studied the effect of our exercise protocol on blood global HDAC activity and cytokines, interleukin 6 (IL6), interleukin 1β (IL1β) and interleukin 10 (IL10), levels in type 2 diabetes patients. After 12 weeks of training in both environments, we observed an increase in IL-10, an anti-inflammatory cytokine. Interestingly, the HDAC enzyme global activity increased acutely after first and last exercise session and there was a decrease after 12 weeks of training in both water and land groups. The results suggest that the periodization exercise performed in water and dry land environments is able to improve oxidative status, inflammatory and epigenetic parameters in subjects with type 2 diabetes.

Com o aumento da expectativa de vida, estima-se um aumento na incidência de doenças neurodegenerativas, como a Doença de Alzheimer (DA). Vários processos fisiopatológicos interligados estão envolvidos tanto no processo do envelhecimento, quanto na etiologia das desordens neurodegenerativas, como por exemplo, o estresse oxidativo e a neuroinflamação. Têm sido descrito que mecanismos epigenéticos podem estar relacionados com o processo de envelhecimento, ocasionando modificações na expressão gênica em diferentes regiões do cérebro, como por exemplo, a acetilação de histonas que é responsável em parte, pela transcrição gênica, sendo esse processo controlado por duas enzimas, a histona acetiltransferase (HAT) e a histona desacetilase (HDAC). A HAT é responsável por ocasionar um relaxamento da cromatina e com isso uma maior acessibilidade para o processo de transcrição gênica enquanto que a HDAC causa uma maior compactação da cromatina, resultando uma supressão na transcrição gênica. Considerando o papel da acetilação de histonas no processo de envelhecimento, em especial em doenças neurodegenerativas, tem sido sugerido o uso de estratégias que aumentem a acetilação com finalidade neuroprotetora como, por exemplo, o uso de inibidores de HDAC. Diversos estudos demonstram que os inibidores da HDAC são capazes de melhorar as funções cognitivas e a formação de memória. Nesse contexto, a curcumina, um composto polifenólico encontrado no açafrão (Curcuma longa) tem demonstrado ser capaz de atuar sobre os mecanismos epigenéticos, sendo sugerido como um potente inibidor da HDAC. Assim, o objetivo desse trabalho foi investigar o tratamento agudo com extrato etanólico de Curcuma longa sobre a atividade da enzima histona desacetilase em estruturas cerebrais, hipocampo e córtex frontal, de ratos Wistar. Ratos Wistar machos adultos (3 e 20 meses de idade) foram aleatoriamente distribuídos nos seguintes grupos: salina, veículo (DMSO), extrato etanólico de Curcuma longa 10mg/Kg e 50mg/Kg. A atividade da histona desacetilase (HDAC) foi mensurada após 2 e 18 horas da administração, utilizando kit de ELISA específico. A ANOVA de três vias indicou um efeito do tempo (F(1,71)=4.238,p=0.044) após a administração do extrato etanólico de Curcuma longa e um efeito da idade em hipocampos (F(1,71) =10.430, p=0.002), ou seja, animais com 20 meses apresentaram atividade maior da HDAC quando comparados com os animais de 3 meses de idade. Em córtex frontal, a ANOVA de três vias indicou um efeito da idade (F(1,75)=4.438,p=0.039) e uma interação entre idade e tempo (F(1,75)=1.765,p=0.001). Em ambas as estruturas analisadas, não houve efeito da administração com extrato de Curcuma longa. Nossos resultados demonstram que a atividade da histona desacetilase foi aumentada em ambas as estruturas testadas de ratos com 20 meses de idade, sugerindo que no processo de envelhecimento cerebral ocorra uma redução na acetilação de histonas, o que pode reduzir a transcrição gênica. Além disso, a atividade da HDAC parece ser influenciada pelo ritmo circadiano, uma vez que houve um efeito do tempo nos níveis da atividade da HDAC em ambas as estruturas analisadas. A atividade da HDAC foi maior no tempo de 18 horas (correspondendo ao período da manhã) quando comparado ao tempo de 2 horas, que corresponde ao turno da tarde, este dado pode estar relacionado à cronobiologia, onde a organização circadiana permite que o organismo mantenha a homeostase em resposta a variações diárias decorrentes do ambiente externo e do próprio organismo. Cabe descrever que os ratos Wistar são notívagos, onde o período da manhã é o início do período de sono; assim poderíamos sugerir uma redução da acetilação e consequentemente uma redução na expressão gênica nesse período. / With the increase of life expectancy, an increase in the incidence of neurodegenerative diseases, for example, the Alzheimer‟s disease (AD),is estimated. Several interconnected pathophysiological processes are involved both in the aging process and neurodegenerative diseases, oxidative stress and neuroinflammation. It has been described that epigenetic alterations may be related to the aging process, causing changes in gene expression in different regions of the brain, such as, histone acetylation (HAT), and histones deacetylases (HDAT). The HAT is responsible for causing a relaxation of chromatin and, thus, a better accessibility to the process of gene transcription, while HDAC causes further compactation of chromatin, resulting in gene transcription suppression. Considering the role of histone acetylation in the aging process, especially in neurodegenerative diseases, it has been suggested the use of strategies to increase the acetylation with neuroprotective purposes, such as, for example, the use of HDAC inhibitors. Several studies have shown that HDAC inhibitors are capable of improving the cognitive functions and memory formation. In this context, curcumin, a polyphenolic compound found in turmeric (Curcuma longa) has been shown to be capable of acting on epigenetic mechanisms, being suggested as potent inhibitor of HDAC. The aim of this work was to investigate the effect of acute treatment with ethanol extract of Curcuma longa on the activity of histone deacetylases enzymes in brain structures, hippocampus and frontal cortex of Wistar rats. Male Wistar rats (3 and 20 months old) were randomly distributed into four groups: saline, vehicle (DMSO), Curcuma longa ethanol extract (10mg/kg and 50mg/Kg.) The histone deacetylase (HDAC) activity was measured 2 and 18 hours after administration, using specific ELISA kit. The three-way ANOVA showed a time effect (F(1,71)=4.238,p=0.044) after the administration of Curcuma longa ethanol extract and an age effect in hippocampus (F(1,71)=10.430,p=0.002), that is, 20-months Wistar rats presented a higher HDAC activity when compared to 3-months Wistar rats. In frontal cortex, the three-way ANOVA showed an age effect (F(1,75)=4.438,p=0.039) and an interaction between age and time (F(1,75)=1.765,p=0.001). In both structures, there was no effect of Curcuma longa extract administration. Our results show that the activity of histone deacetylase was increased in both structures of 20-months Wistar rats, suggesting that in the brain aging process it occurs a reduction in histone acetylation, which can reduce gene transcription. Furthermore, as there was a time effect on the levels of HDAC activity in both analyzed structures, the HDAC activity may be influenced by the circadian rhythm. The HDAC activity was higher in 18 – hour period (corresponding to the morning period) as compared to 2 - hour period (corresponding to the afternoon period). This finding may be related to chronobiology, in which the circadian organization allows the body to maintain homeostasis in response to daily changes arising from the external environment and the body itself. It is important to highlight that Wistar rats are nocturnal creatures, having the morning as the beginning of the sleep period. So, they can present a reduction in acetylation and a consequent reduction in gene expression during this period.

O envelhecimento da população mundial aumentou o interesse na busca pelos mecanismos fisiológicos e bioquímicos envolvidos no processo do envelhecimento saudável e por estratégias preventivas e terapêuticas de doenças relacionadas à idade. O envelhecimento cerebral alterou a atividade global de histona desacetilases (HDAC), enzima envolvida nos níveis de acetilação de histonas, marca epigenética relacionada com a expressão gênica. Nosso grupo de pesquisa demonstrou que o protocolo de exercício físico diário em esteira reduziu a atividade global da HDAC no córtex frontal imediatamente e 1 hora após a última sessão de treino. Assim, é de interesse elucidar as isoformas de HDAC envolvidas no processo de envelhecimento e no efeito do exercício físico. O exercício físico voluntário aumenta os níveis do Fator Neurotrófico Derivado do Encéfalo (BDNF) por mecanismos epigenéticos, no entanto, o impacto do exercício forçado parece ser contraditório. Nossos objetivos foram avaliar os efeitos do envelhecimento e do exercício de corrida sobre os níveis de HDAC2 e de BDNF em córtex pré-frontal de ratos Wistar. Para isso, utilizamos ratos Wistar machos com 3 e 20 meses de idade. Os animais do grupo exercitado foram submetidos ao protocolo diário de exercício físico moderado em esteira por 14 dias. No 13° dia, os animais foram submetidos à tarefa da esquiva inibitória (treino) e, no 14° dia, 30 minutos após a última sessão de exercício físico, foi realizado o teste do paradigma da esquiva inibitória. Após 30 minutos do teste na esquiva inibitória (uma hora após a última sessão de exercício), os córtices foram obtidos para os ensaios bioquímicos. Os níveis da HDAC2 foram maiores em córtices de animais envelhecidos. Ainda, foi observada uma correlação negativa entre o conteúdo da HDAC2 e o desempenho no teste de memória aversiva (esquiva inibitória). O exercício físico em esteira não alterou os níveis de HDAC2 em nenhuma das idades testadas. O envelhecimento e o exercício físico em esteira não alteraram os níveis de BDNF. Nossos dados sugerem que os altos níveis de HDAC2 estão envolvidos com o pior desempenho de animais envelhecidos na memória aversiva e que esta isoenzima não está relacionada aos efeitos epigenéticos do exercício físico em córtex pré-frontal. / Increasing attention has been paid to study the physiological and biochemical mechanisms of healthy aging process as well to seek therapeutic and protective strategies for age-related neurodegenerative diseases, since the aging population is growing. Epigenetic marks related to gene expression has been involved in aging brain process; increases in global histone desacetylase (HDAC) activity, enzyme involved with histone acetylation levels, has been found in aged brain areas. Our research group demonstrated that daily treadmill exercise protocol reduced global HDAC activity in frontal cortex immediately and 1hr after the last training session. The role of HDAC isoforms in aging process and exercise effects still needs to be elucidated. Taken that a specific HDAC isoform, HDAC2, has been involved with formation of hippocampus-dependent memory, the involvement of HDAC2 in aging process and exercise effects must be considered. Besides, it was described that voluntary exercise increases the levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) through epigenetic mechanisms; while the forced exercise effects on BDNF levels seem be contradictory. Our aim was to evaluate the aging and exercise effects on HDAC2 and BDNF levels in prefrontal cortices of Wistar rats. Young adult and age male Wistar rats were submitted to a daily moderate treadmill exercise protocol (20 min/day during 14 days). The rats were assigned to sedentary and exercise groups. Single-trial step-down inhibitory avoidance (IA) conditioning was employed as an aversive memory paradigm. In the training trial (IA), rats were placed on a platform and immediately after stepping down on the grid received a footshock prior to removal from the apparatus. The test trial took place 24 hours after the training trial. Prefrontal cortices were obtained thirty minutes after inhibitory avoidance test, what was 1 hour after the last training session of exercise. HDAC2 levels were increased in cortices of aged rats. Moreover, a negative correlation was observed between HDAC2 content and aversive memory performance evaluated by inhibitory avoidance. Treadmill exercise did not alter the HDAC2 levels in any evaluated age. Aging process and treadmill exercise were unable to alter BDNF levels. Our results suggest that the age-related memory impairment may be associated with the increased HDAC2 levels.

O objetivo do presente estudo foi analisar o efeito do treinamento aeróbico periodizado realizado em ambientes aquático ou terrestre sobre parâmetros de estado oxidativo, inflamatórios e epigenéticos em sangue periférico de sujeitos adultos com diabetes mellitus tipo 2 (DMT2). Pacientes com DMT2 sedentários (55-64 anos de idade) randomizados foram alocados em dois grupos, um grupo realizou treinamento aeróbico aquático e outro grupo realizou treinamento aeróbico terrestre. Os programas de treinamento aeróbico intervalado foram realizados três vezes por semana com duração de 45 minutos cada sessão por 12 semanas, que consistiu em caminhada e/ou corrida em piscina funda realizada pelos indivíduos do grupo de exercícios aquáticos ou caminhada e/ou corrida em pista atlética realizada pelos indivíduos do grupo de treinamento terrestre. Os treinamentos em ambos os meios apresentaram uma periodização similar; as intensidades foram determinadas a partir do segundo limiar ventilatório (LV2) de cada indivíduo. O protocolo consistiu de quatro mesociclos com três semanas cada um, durante três meses. O sangue periférico foi coletado antes e imediatamente depois da primeira e da última sessão de exercício, assim foram avaliados os efeitos agudo da primeira sessão, agudo em indivíduos treinados, além do treinamento crônico. Foram avaliados parâmetros de estado oxidativo, por meio do conteúdo de espécies reativas, do dano aos lipídeos através do nível de 8-isoprostanos e formação de substâncias fluorescentes, assim como danos às proteínas a partir do conteúdo dos resíduos de triptofano e tirosina. Além disso, a capacidade antioxidante total (TRAP) foi avaliada, assim como a atividade de enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e a glutationa peroxidase (GPX). Ainda, foram avaliados parâmetros inflamatórios através dos níveis das interleucinas 6 (IL6), interleucina 1β (IL1β e interleucina 10 (IL10). Foi avaliada a atividade global da enzima histona desacetilase (HDAC). Houve uma diminuição do conteúdo das espécies reativas e do nível de isoprostanos após a primeira sessão de exercício, assim como após a última sessão de exercício, indicando um efeito agudo do exercício mesmo nos indivíduos treinados. Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, ocorreu uma redução da atividade da GPX após as 12 semanas de treinamento e as atividades da SOD e da CAT diminuíram após a primeira sessão de exercício e após as 12 semanas de treinamento, sem nenhum efeito sobre o conteúdo das espécies reativas. Não houve diferença significativa entre os grupos água ou terra. Após 12 semanas de treinamento em ambos os ambientes, foi observado um aumento da IL-10, uma citocina anti-inflamatória. A atividade global da enzima HDAC aumentou agudamente após a primeira e última sessão de exercício, e ocorreu uma diminuição após as 12 semanas de treinamento tanto no grupo água como no grupo terra. Em relação aos outros parâmetros avaliados, não foram observadas diferenças significativas. A partir dos resultados obtidos, podemos sugerir que o treinamento periodizado, que respeita as características individuais, tanto em meio aquático como em terrestre, é capaz de alterar parâmetros de estado oxidativo, epigenéticos e inflamatórios em sangue periférico de pacientes com DMT2. / The aim of this study was to analyze the effects of aerobic training periodization performed in aquatic or dry land environment on oxidative stress, inflammatory and epigenetic parameters in blood of subjects with type 2 diabetes mellitus (T2DM). Sedentary patients (55-64 years) diagnosed with T2DM with no regular physical activity were allocated in a water group or a dry land group through a blinded randomization. The exercise programs consisted in aerobic interval training sessions three times a week during 12 weeks involving deep-water walking or running in swimming pool with a life vest (water group) or walking or running on a track (land group). The intensities were determined by individual second ventilatory threshold, obtained through maximal effort test, performed in their specific training environment. Our protocol consists of a periodised training with four mesocycles of three weeks each during 3 months. The effects of first and last sessions, as well as, of 12 weeks training (without any effect of acute exercise) were investigated. Firstly, we evaluated several oxidative state parameters, specifically the reactive species content, the lipid peroxidation through the 8-isoprostane levels and the fluorescent substances formation, the protein damage by the content of tryptophan and tyrosine residues. Moreover, the total antioxidant capacity (TRAP) was evaluated, as well as the antioxidant enzyme activities, namely glutathione peroxidase (GPX), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT). There were decreases in the reactive species and isoprostane levels after the first and the last exercise session, indicating an acute effect of exercise even in trained subjects. The exercise reduced antioxidant enzyme activities without any effect on TRAP values. Interestingly, there were no significant differences between land group and water groups. Yet, it was studied the effect of our exercise protocol on blood global HDAC activity and cytokines, interleukin 6 (IL6), interleukin 1β (IL1β) and interleukin 10 (IL10), levels in type 2 diabetes patients. After 12 weeks of training in both environments, we observed an increase in IL-10, an anti-inflammatory cytokine. Interestingly, the HDAC enzyme global activity increased acutely after first and last exercise session and there was a decrease after 12 weeks of training in both water and land groups. The results suggest that the periodization exercise performed in water and dry land environments is able to improve oxidative status, inflammatory and epigenetic parameters in subjects with type 2 diabetes.

Com o aumento da expectativa de vida, estima-se um aumento na incidência de doenças neurodegenerativas, como a Doença de Alzheimer (DA). Vários processos fisiopatológicos interligados estão envolvidos tanto no processo do envelhecimento, quanto na etiologia das desordens neurodegenerativas, como por exemplo, o estresse oxidativo e a neuroinflamação. Têm sido descrito que mecanismos epigenéticos podem estar relacionados com o processo de envelhecimento, ocasionando modificações na expressão gênica em diferentes regiões do cérebro, como por exemplo, a acetilação de histonas que é responsável em parte, pela transcrição gênica, sendo esse processo controlado por duas enzimas, a histona acetiltransferase (HAT) e a histona desacetilase (HDAC). A HAT é responsável por ocasionar um relaxamento da cromatina e com isso uma maior acessibilidade para o processo de transcrição gênica enquanto que a HDAC causa uma maior compactação da cromatina, resultando uma supressão na transcrição gênica. Considerando o papel da acetilação de histonas no processo de envelhecimento, em especial em doenças neurodegenerativas, tem sido sugerido o uso de estratégias que aumentem a acetilação com finalidade neuroprotetora como, por exemplo, o uso de inibidores de HDAC. Diversos estudos demonstram que os inibidores da HDAC são capazes de melhorar as funções cognitivas e a formação de memória. Nesse contexto, a curcumina, um composto polifenólico encontrado no açafrão (Curcuma longa) tem demonstrado ser capaz de atuar sobre os mecanismos epigenéticos, sendo sugerido como um potente inibidor da HDAC. Assim, o objetivo desse trabalho foi investigar o tratamento agudo com extrato etanólico de Curcuma longa sobre a atividade da enzima histona desacetilase em estruturas cerebrais, hipocampo e córtex frontal, de ratos Wistar. Ratos Wistar machos adultos (3 e 20 meses de idade) foram aleatoriamente distribuídos nos seguintes grupos: salina, veículo (DMSO), extrato etanólico de Curcuma longa 10mg/Kg e 50mg/Kg. A atividade da histona desacetilase (HDAC) foi mensurada após 2 e 18 horas da administração, utilizando kit de ELISA específico. A ANOVA de três vias indicou um efeito do tempo (F(1,71)=4.238,p=0.044) após a administração do extrato etanólico de Curcuma longa e um efeito da idade em hipocampos (F(1,71) =10.430, p=0.002), ou seja, animais com 20 meses apresentaram atividade maior da HDAC quando comparados com os animais de 3 meses de idade. Em córtex frontal, a ANOVA de três vias indicou um efeito da idade (F(1,75)=4.438,p=0.039) e uma interação entre idade e tempo (F(1,75)=1.765,p=0.001). Em ambas as estruturas analisadas, não houve efeito da administração com extrato de Curcuma longa. Nossos resultados demonstram que a atividade da histona desacetilase foi aumentada em ambas as estruturas testadas de ratos com 20 meses de idade, sugerindo que no processo de envelhecimento cerebral ocorra uma redução na acetilação de histonas, o que pode reduzir a transcrição gênica. Além disso, a atividade da HDAC parece ser influenciada pelo ritmo circadiano, uma vez que houve um efeito do tempo nos níveis da atividade da HDAC em ambas as estruturas analisadas. A atividade da HDAC foi maior no tempo de 18 horas (correspondendo ao período da manhã) quando comparado ao tempo de 2 horas, que corresponde ao turno da tarde, este dado pode estar relacionado à cronobiologia, onde a organização circadiana permite que o organismo mantenha a homeostase em resposta a variações diárias decorrentes do ambiente externo e do próprio organismo. Cabe descrever que os ratos Wistar são notívagos, onde o período da manhã é o início do período de sono; assim poderíamos sugerir uma redução da acetilação e consequentemente uma redução na expressão gênica nesse período. / With the increase of life expectancy, an increase in the incidence of neurodegenerative diseases, for example, the Alzheimer‟s disease (AD),is estimated. Several interconnected pathophysiological processes are involved both in the aging process and neurodegenerative diseases, oxidative stress and neuroinflammation. It has been described that epigenetic alterations may be related to the aging process, causing changes in gene expression in different regions of the brain, such as, histone acetylation (HAT), and histones deacetylases (HDAT). The HAT is responsible for causing a relaxation of chromatin and, thus, a better accessibility to the process of gene transcription, while HDAC causes further compactation of chromatin, resulting in gene transcription suppression. Considering the role of histone acetylation in the aging process, especially in neurodegenerative diseases, it has been suggested the use of strategies to increase the acetylation with neuroprotective purposes, such as, for example, the use of HDAC inhibitors. Several studies have shown that HDAC inhibitors are capable of improving the cognitive functions and memory formation. In this context, curcumin, a polyphenolic compound found in turmeric (Curcuma longa) has been shown to be capable of acting on epigenetic mechanisms, being suggested as potent inhibitor of HDAC. The aim of this work was to investigate the effect of acute treatment with ethanol extract of Curcuma longa on the activity of histone deacetylases enzymes in brain structures, hippocampus and frontal cortex of Wistar rats. Male Wistar rats (3 and 20 months old) were randomly distributed into four groups: saline, vehicle (DMSO), Curcuma longa ethanol extract (10mg/kg and 50mg/Kg.) The histone deacetylase (HDAC) activity was measured 2 and 18 hours after administration, using specific ELISA kit. The three-way ANOVA showed a time effect (F(1,71)=4.238,p=0.044) after the administration of Curcuma longa ethanol extract and an age effect in hippocampus (F(1,71)=10.430,p=0.002), that is, 20-months Wistar rats presented a higher HDAC activity when compared to 3-months Wistar rats. In frontal cortex, the three-way ANOVA showed an age effect (F(1,75)=4.438,p=0.039) and an interaction between age and time (F(1,75)=1.765,p=0.001). In both structures, there was no effect of Curcuma longa extract administration. Our results show that the activity of histone deacetylase was increased in both structures of 20-months Wistar rats, suggesting that in the brain aging process it occurs a reduction in histone acetylation, which can reduce gene transcription. Furthermore, as there was a time effect on the levels of HDAC activity in both analyzed structures, the HDAC activity may be influenced by the circadian rhythm. The HDAC activity was higher in 18 – hour period (corresponding to the morning period) as compared to 2 - hour period (corresponding to the afternoon period). This finding may be related to chronobiology, in which the circadian organization allows the body to maintain homeostasis in response to daily changes arising from the external environment and the body itself. It is important to highlight that Wistar rats are nocturnal creatures, having the morning as the beginning of the sleep period. So, they can present a reduction in acetylation and a consequent reduction in gene expression during this period.

O objetivo do presente estudo foi analisar o efeito do treinamento aeróbico periodizado realizado em ambientes aquático ou terrestre sobre parâmetros de estado oxidativo, inflamatórios e epigenéticos em sangue periférico de sujeitos adultos com diabetes mellitus tipo 2 (DMT2). Pacientes com DMT2 sedentários (55-64 anos de idade) randomizados foram alocados em dois grupos, um grupo realizou treinamento aeróbico aquático e outro grupo realizou treinamento aeróbico terrestre. Os programas de treinamento aeróbico intervalado foram realizados três vezes por semana com duração de 45 minutos cada sessão por 12 semanas, que consistiu em caminhada e/ou corrida em piscina funda realizada pelos indivíduos do grupo de exercícios aquáticos ou caminhada e/ou corrida em pista atlética realizada pelos indivíduos do grupo de treinamento terrestre. Os treinamentos em ambos os meios apresentaram uma periodização similar; as intensidades foram determinadas a partir do segundo limiar ventilatório (LV2) de cada indivíduo. O protocolo consistiu de quatro mesociclos com três semanas cada um, durante três meses. O sangue periférico foi coletado antes e imediatamente depois da primeira e da última sessão de exercício, assim foram avaliados os efeitos agudo da primeira sessão, agudo em indivíduos treinados, além do treinamento crônico. Foram avaliados parâmetros de estado oxidativo, por meio do conteúdo de espécies reativas, do dano aos lipídeos através do nível de 8-isoprostanos e formação de substâncias fluorescentes, assim como danos às proteínas a partir do conteúdo dos resíduos de triptofano e tirosina. Além disso, a capacidade antioxidante total (TRAP) foi avaliada, assim como a atividade de enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e a glutationa peroxidase (GPX). Ainda, foram avaliados parâmetros inflamatórios através dos níveis das interleucinas 6 (IL6), interleucina 1β (IL1β e interleucina 10 (IL10). Foi avaliada a atividade global da enzima histona desacetilase (HDAC). Houve uma diminuição do conteúdo das espécies reativas e do nível de isoprostanos após a primeira sessão de exercício, assim como após a última sessão de exercício, indicando um efeito agudo do exercício mesmo nos indivíduos treinados. Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, ocorreu uma redução da atividade da GPX após as 12 semanas de treinamento e as atividades da SOD e da CAT diminuíram após a primeira sessão de exercício e após as 12 semanas de treinamento, sem nenhum efeito sobre o conteúdo das espécies reativas. Não houve diferença significativa entre os grupos água ou terra. Após 12 semanas de treinamento em ambos os ambientes, foi observado um aumento da IL-10, uma citocina anti-inflamatória. A atividade global da enzima HDAC aumentou agudamente após a primeira e última sessão de exercício, e ocorreu uma diminuição após as 12 semanas de treinamento tanto no grupo água como no grupo terra. Em relação aos outros parâmetros avaliados, não foram observadas diferenças significativas. A partir dos resultados obtidos, podemos sugerir que o treinamento periodizado, que respeita as características individuais, tanto em meio aquático como em terrestre, é capaz de alterar parâmetros de estado oxidativo, epigenéticos e inflamatórios em sangue periférico de pacientes com DMT2. / The aim of this study was to analyze the effects of aerobic training periodization performed in aquatic or dry land environment on oxidative stress, inflammatory and epigenetic parameters in blood of subjects with type 2 diabetes mellitus (T2DM). Sedentary patients (55-64 years) diagnosed with T2DM with no regular physical activity were allocated in a water group or a dry land group through a blinded randomization. The exercise programs consisted in aerobic interval training sessions three times a week during 12 weeks involving deep-water walking or running in swimming pool with a life vest (water group) or walking or running on a track (land group). The intensities were determined by individual second ventilatory threshold, obtained through maximal effort test, performed in their specific training environment. Our protocol consists of a periodised training with four mesocycles of three weeks each during 3 months. The effects of first and last sessions, as well as, of 12 weeks training (without any effect of acute exercise) were investigated. Firstly, we evaluated several oxidative state parameters, specifically the reactive species content, the lipid peroxidation through the 8-isoprostane levels and the fluorescent substances formation, the protein damage by the content of tryptophan and tyrosine residues. Moreover, the total antioxidant capacity (TRAP) was evaluated, as well as the antioxidant enzyme activities, namely glutathione peroxidase (GPX), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT). There were decreases in the reactive species and isoprostane levels after the first and the last exercise session, indicating an acute effect of exercise even in trained subjects. The exercise reduced antioxidant enzyme activities without any effect on TRAP values. Interestingly, there were no significant differences between land group and water groups. Yet, it was studied the effect of our exercise protocol on blood global HDAC activity and cytokines, interleukin 6 (IL6), interleukin 1β (IL1β) and interleukin 10 (IL10), levels in type 2 diabetes patients. After 12 weeks of training in both environments, we observed an increase in IL-10, an anti-inflammatory cytokine. Interestingly, the HDAC enzyme global activity increased acutely after first and last exercise session and there was a decrease after 12 weeks of training in both water and land groups. The results suggest that the periodization exercise performed in water and dry land environments is able to improve oxidative status, inflammatory and epigenetic parameters in subjects with type 2 diabetes.