Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Após o estímulo deflagrador de um trauma ou infecção, a liberação de citocinas na circulação sanguínea desempenha um importante papel efetor e também modulador da resposta imune sistêmica. Essas citocinas podem ser pró-inflamatórias, que estimulam a liberação de diversos tipos celulares e de outras citocinas, como fator de necrose tumoral-alfa (TNF-&#945;), interleucina 1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL-8, IL-12 e interferon-gama (INF-&#61543;); ou citocinas com efeitos antiinflamatórios, que inibem o processo inflamatório, em parte pela redução da produção de diversas citocinas que regulam positivamente a resposta, minimizando o comprometimento orgânico resultante, como IL-4, IL-10, IL-13. A L-glutamina é o aminoácido mais abundante no organismo, com importante papel no metabolismo protéico. Sua ação trófica sobre a mucosa do intestino delgado é bastante conhecida, o que o torna componente essencial para a manutenção estrutural e funcional do intestino. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da suplementação dietética com L-glutamina na modulação da resposta inflamatória em animais submetidos a sepse abdominal induzida por ligadura e perfuração cecal. Foram utilizados 24 ratos Wistar machos adultos, com peso inicial entre 200 e 230 g, distribuídos em três grupos, cada um com oito animais, da seguinte forma: grupo I (controle) submetidos a operação simulada (laparotomia e manipulação de alças intestinais); grupo II submetidos a laparotomia, com indução de sepse abdominal; e grupo III receberam suplementação dietética com L-glutamina por sete dias e, após, foram submetidos a indução de sepse abdominal. Foram coletadas amostras sanguíneas de todos os animais antes (tempo 0) e duas e quatro horas (tempos 1 e 2) após a indução da sepse abdominal. Foram verificados o número de leucócitos, a dosagem da concentração plasmática de citocinas pró- e antiinflamatórias (INF-&#947;, IL-6 e IL-10) e análise microbiológica de líquido peritoneal. A glicemia apresentou aumento significativo em todos os grupos, comparando-os ao início e ao final do experimento (p<0,05). No que concerne à IL-10, observou-se aumento significativo nos animais do grupo III entre os tempos 0 e 2, e entre os tempos 1 e 2 (p=0,0331 e p=0,0155, respectivamente). Não se observou qualquer outra diferença ao serem analisadas as demais citocinas (IFN-&#61543; e IL-6), em todos os grupos e em todos os momentos analisados. Nossos achados sugerem que a suplementação dietética com L-glutamina em animais submetidos à indução de sepse abdominal com modelo CLP parece potencializar a resposta antiinflamatória, aumentando a concentração plasmática de IL-10, enquanto as concentrações de INF-&#947; e IL-6 não apresentaram variação significativa. / After the triggering stimulus of trauma or infection, the release of cytokines into the bloodstream plays an important effector and modulator role on the systemic immune response. These cytokines may be pro-inflammatory, stimulating the release of several cell types and other cytokines, such as tumor necrosis factor-alpha (TNF-&#945;), interleukin 1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL-8, IL-12 and interferon-gamma (IFN-&#61543;); or cytokines with anti-inflammatory effects that inhibit the inflammatory process, in part by reducing the production of several cytokines that positively regulate the response, minimizing the resulting organic damages, such as IL-4 , IL-10, IL-13. L-Glutamine is the most abundant amino acid in the body, with an important role in protein metabolism, acting as a vehicle for nitrogen transport. Its trophic action on the small intestinal mucosa is well known, which makes it an essential component in the maintenance of the bowel structure and function. This study aimed at evaluating the effect of the dietary supplementation with L-glutamine in modulating the inflammatory response in animals submitted to the induction of abdominal sepsis by cecal ligation and puncture (CLP). We used 24 adult male Wistar rats, initially weighing between 200 and 230 g, divided into three groups, each with eight animals as follows: group I (control) sham operation (laparotomy and manipulation of the bowel); group II laparotomy with induction of abdominal sepsis; and group III dietary supplementation with L-glutamine for seven days and after submitted to the induction of abdominal sepsis. Blood samples were collected from all animals before (time 0) and two and four hours (times 1 and 2) after the induction of abdominal sepsis. We verified white blood cell (WBC) count, the plasmatic concentration of pro- and anti-inflammatory cytokines (INF-&#947;, IL-6 and IL-10), and the microbiological analysis of peritoneal fluid. Blood glucose increased significantly in all groups, comparing them in the beginning and in the end of the experiment (p<0.05). Concerning to IL-10, we observed a significant increase in the animals of group III between times 0 and 2, and times 1 and 2 (p=0.0331 and p=0.0155, respectively). We did not observe any difference in the analysis of the other cytokines (IFN-&#61543; and IL-6) in all groups and at all times. Our findings suggest that dietary supplementation with L-glutamine in animals submitted to the induction of abdominal sepsis with CLP model seems to enhance the anti-inflammatory response, increasing the plasmatic concentration of IL-10, while the concentration of INF-&#947; and IL-6 did not present significant change.

A radioterapia é amplamente empregada no tratamento de tumores abdominais. Entretanto, o seu emprego provoca danos indesejáveis ao tecido sadio, especialmente o intestinal, refletidos por meio de manifestações clínicas e histológicas. Buscando minimizar esses efeitos colaterais, inúmeras alternativas vêm sendo estudadas, dentre elas a suplementação dietética com aminoácidos. O objetivo deste estudo foi determinar o efeito da suplementação dietética com os aminoácidos L-glutamina, L-arginina e glicina nas camadas submucosa e muscular do íleo de ratos submetidos a irradiação abdominal. Cinqüenta ratos Wistar machos adultos foram distribuídos aleatoriamente em cinco grupos: I Controle não irradiado e sem suplementação de aminoácidos; II Controle irradiado e sem suplementação de aminoácidos; III irradiado e suplementado com L-glutamina; IV irradiado e suplementado com glicina; V irradiado e suplementado com L-arginina. O período de suplementação dietética foi de 14 dias, com a irradiação ocorrendo no 8. dia do experimento. A irradiação provocou diminuição da espessura da camada submucosa dos animais do grupo II, como também do conteúdo de colágeno, em comparação ao grupo controle não irradiado. A suplementação com L-arginina e glicina provocou aumento expressivo da espessura da camada submucosa, enquanto a suplementação com L-glutamina manteve a espessura dessa camada similar à observada nos animais não irradiados. Os animais com dieta suplementada com L-arginina e glicina também apresentaram aumento da espessura da camada muscular circular interna, em comparação aos ratos dos grupos I, não se observando diferenças no que se refere à camada muscular longitudinal externa. A suplementação com aminoácidos levou a aumento na intensidade de imunomarcação de colágeno tipo I nos animais do grupo IV, menos marcante no grupo III, e o grupo V foi o que mais se assemelhou ao observado nos animais não-irradiados. No tocante ao colágeno tipo III, a imunomarcação foi mais intensa no grupo IV, menos marcante no grupo V, e no grupo de ratos suplementado com L-glutamina, foi similar à encontrada nos animais não-irradiados. Os resultados sugerem que a suplementação dietética com glicina e L-arginina leva a aumento da quantidade de colágeno na parede ileal de ratos submetidos a radioterapia abdominal, eventualmente predispondo ao surgimento de fibrose intestinal, enquanto que a suplementação com L-glutamina propicia a manutenção da espessura da camada submucosa e pode contribuir para a atenuação dos efeitos colaterais decorrentes da irradiação. / Radiotherapy is widely employed in the treatment of abdominal tumors. Nevertheless, its use damages healthy tissue, especially intestinal tissue, with consequent clinical and histological manifestations. In order to minimize these side effects, several alternatives are being studied, including dietary supplementation with amino acids. The aim of this study was to determine the effect of dietary supplementation with L-glutamine, L-arginine, and glycine on the submucosal and muscular layers of the ileum of rats submitted to abdominal radiation. Fifty male Wistar rats weighing 255 to 325 g were randomly divided into five groups: I Control not irradiated and not supplemented with amino acids; II Control irradiated but not supplemented with amino acids; III irradiated and supplemented with L-glutamine; IV irradiated and supplemented with glycine; V irradiated and supplemented with L-arginine. The period of dietary supplementation lasted 14 days, with radiation taking place on the 8th day of the experiment. Radiation determined a decrease in the thickness and in the collagen content of the submucosal layer in group II animals compared to the non-irradiated group. Supplementation with L-arginine and glycine induced a marked increase in the thickness of the submucosal layer, while supplementation with L-glutamine caused no changes compared to non-irradiated animals. The animals receiving a diet supplemented with L-arginine and glycine also showed increased thickness of the internal circular muscle layer compared to group I rats, with no difference in the external longitudinal muscle layer. Supplementation with amino acids led to increased immunostaining of type 1 collagen in group IV animals, with less intense staining in group III and no difference in group V compared to non-irradiated animals. Regarding type III collagen, immunostaining was more intense in group IV and less intense in group V, while in rats supplemented with L-glutamine there was no difference compared to non-irradiated animals. These results suggest that dietary supplementation with glycine and L-arginine induces an increase in the collagen content of the ileal wall of rats submitted to abdominal radiotherapy, eventually predisposing it to intestinal fibrosis, while supplementation with L-glutamine favors the maintenance of the submucosal layer thickness and can contribute to attenuating the side effects of radiation.

A esplenectomia total (ET) acarreta alterações na resposta imune que aumentam o risco de desenvolvimento de infecções graves. Objetivou-se determinar as subpopulações linfocitárias no sangue, nos baços e nos auto-implantes esplênicos (AIE), em ratos submetidos a ET isolada ou combinada com AIE (ET+AIE) e a suplementação dietética com L-glutamina (GLN). Utilizou-se ratos Sprague-Dawley submetidos a operação simulada, ET e ET + AIE, com AIE recuperados após seis e 12 semanas do início do experimento, e com e sem GLN. A suplementação ocorreu diariamente, nos 15 dias que antecederam a coleta sangüínea realizada imediatamente antes dos procedimentos operatórios (D0), após 12 semanas da operação simulada e ET, e após seis e 12 semanas de ET+AIE. As avaliações foram realizadas por meio de hemograma e citometria de fluxo (CF). A análise estatística utilizou testes paramétricos e não-paramétricos, sendo p<0,05 considerado para a rejeição da hipótese nula. ET acarretou diminuição da contagem relativa de linfócitos T totais e T- CD4 no sangue, mas GLN evitou a diminuição do percentual de células T- CD4; AIE, após 12 semanas de experimento, propiciou a manutenção da contagem relativa de linfócitos T totais e T- CD4 no sangue, e dentre esses animais, aqueles que receberam GLN, apresentaram contagens relativas de linfócitos T- CD4 maiores que animais esplenectomizados sem suplementação; AIE, após seis semanas de experimento, associado a GLN, ocasionou contagens absoluta e relativa de linfócitos T- CD4 no sangue significativamente maiores que em animais submetidos ao mesmo procedimento cirúrgico, com o mesmo tempo de avaliação, mas sem GLN; GLN manteve o número de células brancas / g de tecido nos AIE, em comparação ao encontrado nos baços de animais saudáveis; após período de regeneração de 12 semanas, AIE apresentaram contagem relativa de linfócitos B de zona marginal do baço semelhante à encontrada nos baços de animais saudáveis, o que não ocorreu com período de regeneração de seis semanas. O auto-implante esplênico em ratos, após esplenectomia total, associado à suplementação dietética com L-glutamina, foi capaz de reverter alterações observadas em algumas das subpopulações linfocitárias, ocasionadas pela esplenectomia. / Total splenectomy (TS) causes changes in the immune response that increase the risk of development of severe infection. The objective of the present study was to determine the lymphocyte subpopulations in blood, spleen, and splenic auto-implants (SAI) of rats subjected to TS alone or in association with SAI (TS + SAI) and to dietary supplementation with L-glutamine (GLN). Sprague-Dawley rats were subjected to sham surgery, to TS, and to TS + SAI, with SAI retrieved six and 12 weeks after the beginning of the experiment, with and without GLN. Supplementation was provided daily for 15 days preceding the blood collection performed immediately before the surgical procedures (D0), 12 weeks after sham surgery and TS, and six and 12 weeks after TS + SAI. Blood count and flow cytometry were used for the evaluations. Data were analyzed statistically by parametric and nonparametric tests, with the level of significance set at p<0.05. TS caused a reduction in the relative counts of total T and T-CD4 lymphocytes in blood, but GLN prevented the reduction in the percentage of T- CD4. After 12 weeks of the experiment, SAI favored the maintenance of the relative count of total T and T-CD4 lymphocytes in blood, and the animals receiving GLN presented higher relative T-CD4 counts than unsupplemented splenectomized animals. After six weeks of the experiment, SAI combined with GLN caused significantly higher absolute and relative T-CD4 lymphocyte counts compared to animals subjected to the same surgical procedure but receiving no GLN. GLN maintained the number of white cells/g tissue in SAI animals compared to those detected in the spleen of healthy animals. After a 12 week period of regeneration, SAI presented a relative B lymphocyte of the marginal zone of the spleen count similar to that detected in the spleen of healthy animals, a fact that did not occur after period of regeneration of six weeks. Splenic auto-implant in rats after total splenectomy, associated with dietary supplementation with L-glutamine, in some of the lymphocyte subpopulations, was able to reverse the changes induced by splenectomy.

Os aminoácidos L-arginina e L-glutamina foram analisados como protetores dos tecidos erétil do pênis contra os danos induzidos pela radiação. Grupos de ratos Wistar foram tratadas com: nenhuma intervenção, radiação pélvica e sacrifício 7 (RAD7) ou 15 (RAD15) dias; e radiação pélvica, a suplementação diária com L-arginina (A) ou L-glutamina (G), e sacrifício 7 (RAD7 + A, RAD7 + G) ou 15 (RAD15 + A, RAD15 + G) dias após irradiação. componentes estruturais do corpo cavernoso (CC), túnica albugínea do corpo esponjoso (TAC), e urotélio do pênis foram analisados através de métodos estereológicos e imuno-histoquímico. Os resultados mostraram que, no CC, o tecido conjuntivo foi maior nos RAD15 (p <0,04), mas essa mudança foi parcialmente revertido em RAD15 + G (p <0,05) e RAD15 + A (p <0,04). A matriz fibrosa das trabéculas CC estava manchada de colágeno tipo I. Nos RAD15, a intensidade da marcação foi aumentada, enquanto que em RAD15 + G + A e RAD15 a coloração era semelhante à dos controles. Nenhuma alteração de coloração foram observadas nos grupos que foram sacrificados sete dias após a radiação. Cavernosa teor de fibras elásticas na RAD15 foi aumentada (p <0,004), e este foi impedido de RAD15 + A (p <0,004), mas não em RAD15 + G. No TAC, os aminoácidos protegidos (p <0,02) contra o aumento da radiação induzida em fibras elásticas, mas apenas em RAD15. Densidade das células do urotélio e espessura urothellial, foram reduzidos em RAD15 (p <0,004), mas houve efeitos protetores dos dois aminoácidos. Em conclusão, a radiação induzida por alterações nas estruturas penianas tendem a ser mais pronunciado 15 dias após a sessão de radiação. Tanto A e G têm efeitos protetores contra estas alterações, sendo o primeiro um pouco mais eficaz. / We investigated whether arginine and glutamine protect penile tissues against radiation-induced damage. Groups of Wistar rats were treated with: no intervention; pelvic radiation, and sacrifice 7 (RAD7) or 15 (RAD15) days later; and pelvic radiation, daily supplementation with L-arginine (A) or L-glutamine (G), and sacrifice 7 (RAD7+A, RAD7+G) or 15 (RAD15+A, RAD15+G) days after radiation. Structural components in the corpus cavernosum (CC), tunica albuginea of the corpus spongiosum (TACS), and urothelium of the penis were analyzed using stereological and immunohistochemical methods. The results showed that in the CC, connective tissue was increased in RAD15 (p<0.04), but this change was partially prevented in RAD15+G (p<0.05) and RAD15+A (p<0.04). The fibrous matrix of the CC trabeculae was stained for collagen type I. In RAD15, the intensity of the labeling was increased, whereas in RAD15+G and RAD15+A the staining was similar to that of the controls. No staining changes were seen in the groups that were sacrificed seven days after radiation. Cavernosal elastic fiber content in RAD15 was increased (p<0.004), and this was prevented in RAD15+A (p<0.004), but not in RAD15+G. In TACS, the aminoacids protected (p<0.02) against radiation-induced increase in elastic fiber content, but only in RAD15. Cell density in the urothelium, and urothellial thickness, were reduced in RAD15 (p<0.004), but there were protective effects of both aminoacids. In conclusion, radiation-induced alterations in penile structures tend to be more pronounced 15 days after radiation session. Both A and G have protective effects against these changes, with the former being slightly more effective.

A radioterapia é amplamente empregada no tratamento de tumores abdominais. Entretanto, o seu emprego provoca danos indesejáveis ao tecido sadio, especialmente o intestinal, refletidos por meio de manifestações clínicas e histológicas. Buscando minimizar esses efeitos colaterais, inúmeras alternativas vêm sendo estudadas, dentre elas a suplementação dietética com aminoácidos. O objetivo deste estudo foi determinar o efeito da suplementação dietética com os aminoácidos L-glutamina, L-arginina e glicina nas camadas submucosa e muscular do íleo de ratos submetidos a irradiação abdominal. Cinqüenta ratos Wistar machos adultos foram distribuídos aleatoriamente em cinco grupos: I Controle não irradiado e sem suplementação de aminoácidos; II Controle irradiado e sem suplementação de aminoácidos; III irradiado e suplementado com L-glutamina; IV irradiado e suplementado com glicina; V irradiado e suplementado com L-arginina. O período de suplementação dietética foi de 14 dias, com a irradiação ocorrendo no 8. dia do experimento. A irradiação provocou diminuição da espessura da camada submucosa dos animais do grupo II, como também do conteúdo de colágeno, em comparação ao grupo controle não irradiado. A suplementação com L-arginina e glicina provocou aumento expressivo da espessura da camada submucosa, enquanto a suplementação com L-glutamina manteve a espessura dessa camada similar à observada nos animais não irradiados. Os animais com dieta suplementada com L-arginina e glicina também apresentaram aumento da espessura da camada muscular circular interna, em comparação aos ratos dos grupos I, não se observando diferenças no que se refere à camada muscular longitudinal externa. A suplementação com aminoácidos levou a aumento na intensidade de imunomarcação de colágeno tipo I nos animais do grupo IV, menos marcante no grupo III, e o grupo V foi o que mais se assemelhou ao observado nos animais não-irradiados. No tocante ao colágeno tipo III, a imunomarcação foi mais intensa no grupo IV, menos marcante no grupo V, e no grupo de ratos suplementado com L-glutamina, foi similar à encontrada nos animais não-irradiados. Os resultados sugerem que a suplementação dietética com glicina e L-arginina leva a aumento da quantidade de colágeno na parede ileal de ratos submetidos a radioterapia abdominal, eventualmente predispondo ao surgimento de fibrose intestinal, enquanto que a suplementação com L-glutamina propicia a manutenção da espessura da camada submucosa e pode contribuir para a atenuação dos efeitos colaterais decorrentes da irradiação. / Radiotherapy is widely employed in the treatment of abdominal tumors. Nevertheless, its use damages healthy tissue, especially intestinal tissue, with consequent clinical and histological manifestations. In order to minimize these side effects, several alternatives are being studied, including dietary supplementation with amino acids. The aim of this study was to determine the effect of dietary supplementation with L-glutamine, L-arginine, and glycine on the submucosal and muscular layers of the ileum of rats submitted to abdominal radiation. Fifty male Wistar rats weighing 255 to 325 g were randomly divided into five groups: I Control not irradiated and not supplemented with amino acids; II Control irradiated but not supplemented with amino acids; III irradiated and supplemented with L-glutamine; IV irradiated and supplemented with glycine; V irradiated and supplemented with L-arginine. The period of dietary supplementation lasted 14 days, with radiation taking place on the 8th day of the experiment. Radiation determined a decrease in the thickness and in the collagen content of the submucosal layer in group II animals compared to the non-irradiated group. Supplementation with L-arginine and glycine induced a marked increase in the thickness of the submucosal layer, while supplementation with L-glutamine caused no changes compared to non-irradiated animals. The animals receiving a diet supplemented with L-arginine and glycine also showed increased thickness of the internal circular muscle layer compared to group I rats, with no difference in the external longitudinal muscle layer. Supplementation with amino acids led to increased immunostaining of type 1 collagen in group IV animals, with less intense staining in group III and no difference in group V compared to non-irradiated animals. Regarding type III collagen, immunostaining was more intense in group IV and less intense in group V, while in rats supplemented with L-glutamine there was no difference compared to non-irradiated animals. These results suggest that dietary supplementation with glycine and L-arginine induces an increase in the collagen content of the ileal wall of rats submitted to abdominal radiotherapy, eventually predisposing it to intestinal fibrosis, while supplementation with L-glutamine favors the maintenance of the submucosal layer thickness and can contribute to attenuating the side effects of radiation.

A esplenectomia total (ET) acarreta alterações na resposta imune que aumentam o risco de desenvolvimento de infecções graves. Objetivou-se determinar as subpopulações linfocitárias no sangue, nos baços e nos auto-implantes esplênicos (AIE), em ratos submetidos a ET isolada ou combinada com AIE (ET+AIE) e a suplementação dietética com L-glutamina (GLN). Utilizou-se ratos Sprague-Dawley submetidos a operação simulada, ET e ET + AIE, com AIE recuperados após seis e 12 semanas do início do experimento, e com e sem GLN. A suplementação ocorreu diariamente, nos 15 dias que antecederam a coleta sangüínea realizada imediatamente antes dos procedimentos operatórios (D0), após 12 semanas da operação simulada e ET, e após seis e 12 semanas de ET+AIE. As avaliações foram realizadas por meio de hemograma e citometria de fluxo (CF). A análise estatística utilizou testes paramétricos e não-paramétricos, sendo p<0,05 considerado para a rejeição da hipótese nula. ET acarretou diminuição da contagem relativa de linfócitos T totais e T- CD4 no sangue, mas GLN evitou a diminuição do percentual de células T- CD4; AIE, após 12 semanas de experimento, propiciou a manutenção da contagem relativa de linfócitos T totais e T- CD4 no sangue, e dentre esses animais, aqueles que receberam GLN, apresentaram contagens relativas de linfócitos T- CD4 maiores que animais esplenectomizados sem suplementação; AIE, após seis semanas de experimento, associado a GLN, ocasionou contagens absoluta e relativa de linfócitos T- CD4 no sangue significativamente maiores que em animais submetidos ao mesmo procedimento cirúrgico, com o mesmo tempo de avaliação, mas sem GLN; GLN manteve o número de células brancas / g de tecido nos AIE, em comparação ao encontrado nos baços de animais saudáveis; após período de regeneração de 12 semanas, AIE apresentaram contagem relativa de linfócitos B de zona marginal do baço semelhante à encontrada nos baços de animais saudáveis, o que não ocorreu com período de regeneração de seis semanas. O auto-implante esplênico em ratos, após esplenectomia total, associado à suplementação dietética com L-glutamina, foi capaz de reverter alterações observadas em algumas das subpopulações linfocitárias, ocasionadas pela esplenectomia. / Total splenectomy (TS) causes changes in the immune response that increase the risk of development of severe infection. The objective of the present study was to determine the lymphocyte subpopulations in blood, spleen, and splenic auto-implants (SAI) of rats subjected to TS alone or in association with SAI (TS + SAI) and to dietary supplementation with L-glutamine (GLN). Sprague-Dawley rats were subjected to sham surgery, to TS, and to TS + SAI, with SAI retrieved six and 12 weeks after the beginning of the experiment, with and without GLN. Supplementation was provided daily for 15 days preceding the blood collection performed immediately before the surgical procedures (D0), 12 weeks after sham surgery and TS, and six and 12 weeks after TS + SAI. Blood count and flow cytometry were used for the evaluations. Data were analyzed statistically by parametric and nonparametric tests, with the level of significance set at p<0.05. TS caused a reduction in the relative counts of total T and T-CD4 lymphocytes in blood, but GLN prevented the reduction in the percentage of T- CD4. After 12 weeks of the experiment, SAI favored the maintenance of the relative count of total T and T-CD4 lymphocytes in blood, and the animals receiving GLN presented higher relative T-CD4 counts than unsupplemented splenectomized animals. After six weeks of the experiment, SAI combined with GLN caused significantly higher absolute and relative T-CD4 lymphocyte counts compared to animals subjected to the same surgical procedure but receiving no GLN. GLN maintained the number of white cells/g tissue in SAI animals compared to those detected in the spleen of healthy animals. After a 12 week period of regeneration, SAI presented a relative B lymphocyte of the marginal zone of the spleen count similar to that detected in the spleen of healthy animals, a fact that did not occur after period of regeneration of six weeks. Splenic auto-implant in rats after total splenectomy, associated with dietary supplementation with L-glutamine, in some of the lymphocyte subpopulations, was able to reverse the changes induced by splenectomy.

Os aminoácidos L-arginina e L-glutamina foram analisados como protetores dos tecidos erétil do pênis contra os danos induzidos pela radiação. Grupos de ratos Wistar foram tratadas com: nenhuma intervenção, radiação pélvica e sacrifício 7 (RAD7) ou 15 (RAD15) dias; e radiação pélvica, a suplementação diária com L-arginina (A) ou L-glutamina (G), e sacrifício 7 (RAD7 + A, RAD7 + G) ou 15 (RAD15 + A, RAD15 + G) dias após irradiação. componentes estruturais do corpo cavernoso (CC), túnica albugínea do corpo esponjoso (TAC), e urotélio do pênis foram analisados através de métodos estereológicos e imuno-histoquímico. Os resultados mostraram que, no CC, o tecido conjuntivo foi maior nos RAD15 (p <0,04), mas essa mudança foi parcialmente revertido em RAD15 + G (p <0,05) e RAD15 + A (p <0,04). A matriz fibrosa das trabéculas CC estava manchada de colágeno tipo I. Nos RAD15, a intensidade da marcação foi aumentada, enquanto que em RAD15 + G + A e RAD15 a coloração era semelhante à dos controles. Nenhuma alteração de coloração foram observadas nos grupos que foram sacrificados sete dias após a radiação. Cavernosa teor de fibras elásticas na RAD15 foi aumentada (p <0,004), e este foi impedido de RAD15 + A (p <0,004), mas não em RAD15 + G. No TAC, os aminoácidos protegidos (p <0,02) contra o aumento da radiação induzida em fibras elásticas, mas apenas em RAD15. Densidade das células do urotélio e espessura urothellial, foram reduzidos em RAD15 (p <0,004), mas houve efeitos protetores dos dois aminoácidos. Em conclusão, a radiação induzida por alterações nas estruturas penianas tendem a ser mais pronunciado 15 dias após a sessão de radiação. Tanto A e G têm efeitos protetores contra estas alterações, sendo o primeiro um pouco mais eficaz. / We investigated whether arginine and glutamine protect penile tissues against radiation-induced damage. Groups of Wistar rats were treated with: no intervention; pelvic radiation, and sacrifice 7 (RAD7) or 15 (RAD15) days later; and pelvic radiation, daily supplementation with L-arginine (A) or L-glutamine (G), and sacrifice 7 (RAD7+A, RAD7+G) or 15 (RAD15+A, RAD15+G) days after radiation. Structural components in the corpus cavernosum (CC), tunica albuginea of the corpus spongiosum (TACS), and urothelium of the penis were analyzed using stereological and immunohistochemical methods. The results showed that in the CC, connective tissue was increased in RAD15 (p<0.04), but this change was partially prevented in RAD15+G (p<0.05) and RAD15+A (p<0.04). The fibrous matrix of the CC trabeculae was stained for collagen type I. In RAD15, the intensity of the labeling was increased, whereas in RAD15+G and RAD15+A the staining was similar to that of the controls. No staining changes were seen in the groups that were sacrificed seven days after radiation. Cavernosal elastic fiber content in RAD15 was increased (p<0.004), and this was prevented in RAD15+A (p<0.004), but not in RAD15+G. In TACS, the aminoacids protected (p<0.02) against radiation-induced increase in elastic fiber content, but only in RAD15. Cell density in the urothelium, and urothellial thickness, were reduced in RAD15 (p<0.004), but there were protective effects of both aminoacids. In conclusion, radiation-induced alterations in penile structures tend to be more pronounced 15 days after radiation session. Both A and G have protective effects against these changes, with the former being slightly more effective.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Após o estímulo deflagrador de um trauma ou infecção, a liberação de citocinas na circulação sanguínea desempenha um importante papel efetor e também modulador da resposta imune sistêmica. Essas citocinas podem ser pró-inflamatórias, que estimulam a liberação de diversos tipos celulares e de outras citocinas, como fator de necrose tumoral-alfa (TNF-&#945;), interleucina 1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL-8, IL-12 e interferon-gama (INF-&#61543;); ou citocinas com efeitos antiinflamatórios, que inibem o processo inflamatório, em parte pela redução da produção de diversas citocinas que regulam positivamente a resposta, minimizando o comprometimento orgânico resultante, como IL-4, IL-10, IL-13. A L-glutamina é o aminoácido mais abundante no organismo, com importante papel no metabolismo protéico. Sua ação trófica sobre a mucosa do intestino delgado é bastante conhecida, o que o torna componente essencial para a manutenção estrutural e funcional do intestino. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da suplementação dietética com L-glutamina na modulação da resposta inflamatória em animais submetidos a sepse abdominal induzida por ligadura e perfuração cecal. Foram utilizados 24 ratos Wistar machos adultos, com peso inicial entre 200 e 230 g, distribuídos em três grupos, cada um com oito animais, da seguinte forma: grupo I (controle) submetidos a operação simulada (laparotomia e manipulação de alças intestinais); grupo II submetidos a laparotomia, com indução de sepse abdominal; e grupo III receberam suplementação dietética com L-glutamina por sete dias e, após, foram submetidos a indução de sepse abdominal. Foram coletadas amostras sanguíneas de todos os animais antes (tempo 0) e duas e quatro horas (tempos 1 e 2) após a indução da sepse abdominal. Foram verificados o número de leucócitos, a dosagem da concentração plasmática de citocinas pró- e antiinflamatórias (INF-&#947;, IL-6 e IL-10) e análise microbiológica de líquido peritoneal. A glicemia apresentou aumento significativo em todos os grupos, comparando-os ao início e ao final do experimento (p<0,05). No que concerne à IL-10, observou-se aumento significativo nos animais do grupo III entre os tempos 0 e 2, e entre os tempos 1 e 2 (p=0,0331 e p=0,0155, respectivamente). Não se observou qualquer outra diferença ao serem analisadas as demais citocinas (IFN-&#61543; e IL-6), em todos os grupos e em todos os momentos analisados. Nossos achados sugerem que a suplementação dietética com L-glutamina em animais submetidos à indução de sepse abdominal com modelo CLP parece potencializar a resposta antiinflamatória, aumentando a concentração plasmática de IL-10, enquanto as concentrações de INF-&#947; e IL-6 não apresentaram variação significativa. / After the triggering stimulus of trauma or infection, the release of cytokines into the bloodstream plays an important effector and modulator role on the systemic immune response. These cytokines may be pro-inflammatory, stimulating the release of several cell types and other cytokines, such as tumor necrosis factor-alpha (TNF-&#945;), interleukin 1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL-8, IL-12 and interferon-gamma (IFN-&#61543;); or cytokines with anti-inflammatory effects that inhibit the inflammatory process, in part by reducing the production of several cytokines that positively regulate the response, minimizing the resulting organic damages, such as IL-4 , IL-10, IL-13. L-Glutamine is the most abundant amino acid in the body, with an important role in protein metabolism, acting as a vehicle for nitrogen transport. Its trophic action on the small intestinal mucosa is well known, which makes it an essential component in the maintenance of the bowel structure and function. This study aimed at evaluating the effect of the dietary supplementation with L-glutamine in modulating the inflammatory response in animals submitted to the induction of abdominal sepsis by cecal ligation and puncture (CLP). We used 24 adult male Wistar rats, initially weighing between 200 and 230 g, divided into three groups, each with eight animals as follows: group I (control) sham operation (laparotomy and manipulation of the bowel); group II laparotomy with induction of abdominal sepsis; and group III dietary supplementation with L-glutamine for seven days and after submitted to the induction of abdominal sepsis. Blood samples were collected from all animals before (time 0) and two and four hours (times 1 and 2) after the induction of abdominal sepsis. We verified white blood cell (WBC) count, the plasmatic concentration of pro- and anti-inflammatory cytokines (INF-&#947;, IL-6 and IL-10), and the microbiological analysis of peritoneal fluid. Blood glucose increased significantly in all groups, comparing them in the beginning and in the end of the experiment (p<0.05). Concerning to IL-10, we observed a significant increase in the animals of group III between times 0 and 2, and times 1 and 2 (p=0.0331 and p=0.0155, respectively). We did not observe any difference in the analysis of the other cytokines (IFN-&#61543; and IL-6) in all groups and at all times. Our findings suggest that dietary supplementation with L-glutamine in animals submitted to the induction of abdominal sepsis with CLP model seems to enhance the anti-inflammatory response, increasing the plasmatic concentration of IL-10, while the concentration of INF-&#947; and IL-6 did not present significant change.

In recent years, U.S. swine producers have received pressure from consumers to reduce antibiotic usage. With the increased consumer pressure, pork producers have sought out other technologies, including feed additives, to reduce antibiotic usage in commercial pork production. Therefore, the objective of Chapter 2 was to determine whether supplementing L-glutamine at cost-effective levels can replace dietary antibiotics to improve pig welfare and productivity following weaning and transport. Based on previous research, we hypothesized that withholding dietary antibiotics would negatively affect pigs while diet supplementation with 0.20% L-glutamine (GLN) would have similar effects on pig performance and health as antibiotics. Mixed sex pigs (N = 480; 5.62 ± 0.06 kg BW) were weaned (18.4 ± 0.2d of age) and transported for 12 h in central Indiana, for two replicates, during the summer of 2016 and the spring of 2017. Pigs were blocked by BW and allotted to 1 of 3 dietary treatments [n = 10 pens/dietary treatment/replicate (8 pigs/pen)]; antibiotics [A; chlortetracycline (441 ppm) + tiamulin (38.6 ppm)], no antibiotics (NA), or GLN fed for14 d. On d 15 to 34, pigs were provided common antibiotic free diets in two phases. Data were analyzed using PROC MIXED in SAS 9.4. Day 14 BW and d 0 to 14 ADG weregreater (P = 0.01) for A (5.6% and 18.5%, respectively) and GLN pigs (3.8% and 11.4%, respectively) compared to NA pigs, with no differences between A and GLN pigs. Day 0 to 14 ADFI increased for A (P < 0.04; 9.3%) compared to NA pigs; however, no differences were detectedcomparing GLN to A and NA pigs. Once dietary treatments ceased, no differences (P > 0.05) in growth performance amongdietary treatments were detected. On d 13, plasma tumor necrosis factor alpha (TNF-α) was reduced (P = 0.02) in A (36.7 ± 6.9 pg/ml) and GLN pigs (40.9 ± 6.9 pg/ml) versus NA pigs (63.2 ± 6.9 pg/ml). Aggressive behavior tended to be reduced overall (P = 0.09; 26.4%) in GLN compared to A pigs, but no differences were observed between A andGLN versus NA pigs. Huddling, active, and eating/drinking behaviors were increased overall (P < 0.02; 179, 37, and 29%, respectively) in the spring replicate compared to the summer replicate. A subset of pigs from Chapter 2 were utilized, in Chapter 3, toevaluate the dietary treatment effects on intestinal morphology and gene expression. On d 33, mast cells/mm2were increased (P= 0.05) in GLN and NA pigs vs. A pigs (22.2% and 19.7%, respectively). On d 33, villus height:crypt depth tended to be increased(P= 0.07; 7.0%) in GLN and A pigs vs. NA pigs.On d 33, glucagon-like peptide 2 (GLP-2)mRNA abundance was decreased (P= 0.01; 50.3%) in GLN and NA pigs vs. A pigs.Crypt depth was increased (P= 0.01; 16.2%) and villus height:crypt depthratiowas reduced (P= 0.01; 9.6%)during the spring replicate compared to the summer replicate on d 33. On d 13, TNF-α and occludin mRNA abundance wereincreased (P≤0.04; 45.9%and 106.5%, respectively)andzonula occludens-1(ZO-1)mRNA abundance tended to be increased (P= 0.10; 19.2%) in the spring replicate compared to the summer replicate. Previous research and the results of Chapter 2 indicates that supplementing nursery diets with 0.20% GLN provides similar growth and health benefits as dietary antibiotics, but it is unknown whether greater inclusion levels will provide additional benefits. Therefore, the objectiveof Chapter 4 was to evaluate the impact of replacing dietary antibiotics with increasing levels ofGLNon growth performance, health status, and production costs in pigs following weaning and transport. We hypothesized that diet supplementation with 0.20% to 1.00% GLNwould incrementally improvepig health and productivity compared to dietary antibiotics. Mixed sex pigs (N = 308; 5.64 ± 0.06 kg BW) were weaned (19.1 ± 0.2 d of age) and transported in central Indiana during the autumn of 2017. Pigs were blocked by BW and allotted to 1 of 7 dietary treatments (n = 8 pens/dietary treatment); A[chlortetracycline (441 ppm)+ tiamulin (38.6 ppm)], NA, 0.20% GLN, 0.40% GLN, 0.60% GLN, 0.80% GLN, or 1.00% GLNfed for 14 d. On d 15 to 35, pigs were provided NA diets in two phases. Data were analyzed using PROC MIXED in SAS 9.4. Overall, ADG (P= 0.04; 6.4%) and ADFI (P= 0.04; 6.9%) were reduced in NA pigs vs. 0.40% GLN or A pigs. Increasing GLN in the diet tended to increase (linear;P= 0.10) ADG. Overall, increasing GLN in the diet tended to increase (linear; P= 0.08) d 35 BW. Day 35 BW was greater (P= 0.01) in 0.80%GLN and A pigs compared to NA, 0.20% GLN, and 0.60% GLN pigs, but no BW differences were detected between 0.80% GLN and A and 0.40% GLN and 1.00% GLN pigs. In addition, d 35 BW was greater (P= 0.01) for 0.40% GLN and 1.00% GLN compared to 0.20% GLN. Overall income over feed and therapeutic injectable antibiotics cost for enteric and unthrifty challenges was greater (P= 0.02) in 0.80% GLN pigs compared to NA, 0.20% GLN, and 0.60% GLN pigs, but no income over feed and therapeutic injectable antibiotics cost for enteric and unthrifty challenges differences were detected between 0.80% GLN pigs and 0.40% GLN, 1.00% GLN, and A pigs. Health challenges in swine herds negatively impact swine growth rate and performance. Therefore,utilizing the pigs from Chapter 2, the study objective for Chapter 5 was to quantifythe impact of differences in rearing conditions through post hoc analysis on growth performance, tissue accretion rates, and production economics in pigs during different replicates(summer or spring). We hypothesized that pigs reared under health challenged conditions would have decreased growth performance and tissue accretion rates resulting in increased production costs compared to pigs reared with less health challenges. Data were analyzed using PROC MIXED and PROC NLMIXED in SAS 9.4. Therapeutic injectable antibiotics cost was reduced(P= 0.01; 246.7%) in the spring replicate compared to the summer replicate. Income over feed and therapeutic injectable antibiotics cost was greater (P= 0.01; 23.1%; $16.62/pig) in the spring replicate compared to the summer replicate.Predicted ADG was greater (P≤ 0.05) in spring replicate barrows compared to thesummer replicate barrows during the ranges of 22 to 38 and 119 to 177 days of age, respectively. Spring replicate gilts had greater ADG (P≤ 0.05) compared to summer replicate gilts during the ranges of 22 to 47 and 112 to 177 days of age, respectively. The maximum predicted empty body protein accretion rate for the summer replicate gilts and the spring replicate gilts is 145 and 156 g/d, respectively. In conclusion, GLN supplementation improved pig performance and health after weaning and transport similarly to A across studies and GLN shows promise as an antibiotic alternativewith 0.40% GLN appearing to be the optimal level. Health challenges in pigs can have profound negative impacts on tissue accretion ratesand key economic drivers for pork producers such as poorer feed efficiency and reduced hot carcass weight. The adverse health effects resulting in reduced growth performance, increased production costs($16.62/pig), and negatively impact producer profitability.<p> </p>

Subprojeto 1: Determinação do efeito anti-inflamatório e citoprotetor da suplementação com L-glutamina e L-alanina, ou com L-alanil-L-glutamina (DIP) em ratos submetidos a treinamento resistido. Exercícios intensos reduzem a disponibilidade de glutamina, comprometendo a função imune e a recuperação de atletas. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da suplementação oral crônica com L-glutamina e L-alanina, nas formas livres ou como dipeptídeo (DIP), sobre parâmetros de lesão, inflamação e citoproteção em ratos Wistar adultos submetidos a treinamento resistido (TR). Neste estudo, o TR reduziu a concentração de glutamina no plasma e no músculo EDL. No entanto, este efeito foi atenuado pelos suplementos contendo L-glutamina, os quais aumentaram os conteúdos da proteína de resposta ao estresse (HSP70) em células do sistema imune (PBMC) e no EDL, concomitantemente à redução da ativação do NF-kB e a da concentração de citocinas no EDL. O efeito protetor das suplementações também foi evidenciado pela atenuação de marcadores de lesão (CK e LDH) e inflamação (TNF-&#945 e IL-1&#946), bem como pelo aumento nas concentrações de marcadores anti-inflamatórios (IL-6, IL-10 e MCP-1) no plasma. Nossos resultados sugerem que a suplementação oral crônica com L-glutamina (administrada com L-alanina livre ou como DIP) promoveu efeitos citoprotetores mediados pela HSP70 em resposta à lesão e inflamação induzidas pelo TR. Subprojeto 2: Efeitos da L-alanil-L-glutamina sobre as vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K, e citoproteção em células musculoesqueléticas C2C12. O dipeptídeo L-alanil-L-glutamina é conhecido por modular o metabolismo e a viabilidade celular. Contudo, os efeitos sobre os componentes clássicos das vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K, bem como o efeito citoprotetor em células musculares, são pouco esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito do DIP sobre as vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K em miotubos C2C12, em condições normais ou resistentes à insulina. A exposição crônica à insulina (24h) promoveu resistência à insulina, reduzindo os conteúdos totais do receptor beta (IR-&#946;) e do substrato do receptor de insulina (IRS-1), e diminuindo a fosforilação de IRS-1, AKT e P44/42 MAPK. Adicionalmente, houve redução na expressão do transportador de glicose (GLUT4) e HSP70, redução da viabilidade celular e menor fosforilação de p70S6k e S6, proteínas relacionadas à síntese proteica. Em contraste, a suplementação com DIP aumentou os conteúdos totais de IR-&#946 e IRS-1 e a fosforilação de IRS-1 e AKT. A glicólise anaeróbia e a capacidade glicolítica, além da fosforilação de p70S6k e S6, foram aumentadas pelo DIP em condições normais e na resistência à insulina. Nestas condições experimentais, nossos resultados sugerem que a suplementação com DIP melhorou as vias de sinalizações da insulina e da mTOR/S6K, aumentou a captação e metabolização da glicose, independente da estimulação com insulina e, finalmente, promoveu citoproteção resgatando parcialmente as células de um estado resistente à insulina, por meio do aumento de HSP70 e ativação das etapas finais da via mTOR/S6K. / Subproject 1: Determination of the anti-inflammatory and cytoprotective effects of supplementation with L-glutamine and L-alanine, or with L-alanyl-L-glutamine in rats submitted to resistance training. Intense exercise reduces glutamine availability, compromising immune function and recovery of athletes. The objective of the study was to evaluate the effects of chronic oral supplementation with L-glutamine and L-alanine, in their free form or as dipeptide (DIP), on muscle damage, inflammation and cytoprotection in adult Wistar rats submitted to resistance training (RT). In this study, RT reduced glutamine concentration in plasma and EDL muscle. However, this effect was attenuated by supplements containing L-glutamine, which increased the contents of the stress response protein (HSP70) in immune system cells (PBMC) and EDL, concomitantly with the reduction of NF-kB activation and the concentration of cytokines in EDL. The protective effect of supplementation was also evidenced by attenuation of lesion markers (CK and LDH) and inflammation (TNF-&#945; and IL-1&#946;), as well as by the increase in anti-inflammatory plasma markers (IL-6, IL-10 and MCP-1). Our results suggest that chronic oral supplementation with L-glutamine (administered along with free L-alanine or as DIP) promoted HSP70-mediated cytoprotective effects in response to RT-induced injury and inflammation. Subproject 2: Effects of L-alanyl-L-glutamine on the components of insulin and mTOR/ S6K signaling pathways and cytoprotection in C2C12 musculoskeletal cells. The dipeptide L-alanyl-L-glutamine is known to modulate metabolism and cell viability. However, the effects on the classical components of insulin and mTOR/ S6K signaling pathways, as well as the cytoprotective effect on muscle cells, are poorly understood. The aim of this study was to investigate the effect of DIP on insulin and mTOR/ S6K signaling pathways in C2C12 myotubes, under normal or insulin resistant conditions. Chronic insulin exposure (24h) promoted insulin resistance, reducing the total contents of the insulin receptor (IR-&#946) and the insulin receptor substrate (IRS-1), and decreasing the phosphorylation of IRS-1, AKT and P44/ 42 MAPK. In addition, there was a reduction in the expression of glucose transporter (GLUT4) and HSP70, reduction of cell viability and defective phosphorylation of p70S6k and S6, which are related to protein synthesis. On the other hand, DIP supplementation increased the total contents of IR-&#946 and IRS-1 and the phosphorylation of IRS-1 and AKT. Anaerobic glycolysis and glycolytic capacity, in addition to phosphorylation of p70S6k and S6, were increased by DIP under normal conditions and in insulin resistance. In our experimental conditions, our results suggest that DIP supplementation improved the signaling pathways of insulin and mTOR/ S6K, increased glucose uptake and metabolism, independent of insulin stimulation, and finally promoted cytoprotection by partially rescuing the cells of an insulin resistant state, by increasing HSP70 and activating the final stages of the mTOR/ S6K pathway.