Orientador: Danísio Prado Munari / Coorientador: Clara Díaz Martín / Banca: Rodrigo Pelicioni Savegnago / Banca: Larissa Fernanda Simielli Fonseca / Banca: Tatiane Cristina Seleguim Chud / Banca: Daniel Guariz Pinheiro / Resumo: Na produção de carne bovina, os animais são expostos a condições de abate que induzem diferentes respostas ao estresse e essas diferenças podem ser genéticas. Os objetivos deste estudo foram: (1) caracterizar o padrão de resposta de genes de proteínas de choque térmico (HSP) entre Psoas major (PM) e Flexor digitorum superficialis (FD) em resposta ao estresse ao abate em duas estações diferentes (verão e inverno). Isso foi feito para determinar se a resposta das HSPs ao estresse ao abate estava condicionada ao tipo muscular e ao estresse térmico; (2) (a) caracterizar a resposta fisiológica ao estresse gerado pelo manejo dos animais em dois períodos distintos no tempo, manejo em confinamento (F) e manejo ao abate (S) com um conjunto de biomarcadores; (b) identificar um subgrupo dos biomarcadores de estresse que melhor discriminam entre os dois períodos e avaliar se a resposta inicial em F poderia ser usada para antecipar a resposta em S, e (c) encontrar evidências de um componente genético na resposta fisiológica ao estresse em bovinos de corte. Estimativas das diferenças de expressão entre FD e PM para oito genes de proteínas de choque térmico foram usadas neste estudo. Os resultados mostraram que ambos os músculos parecem ter padrões semelhantes na expressão de HSPs sob estímulos térmicos, exceto HSPB6 e HSPB8, que mostraram maior nível de expressão no músculo PM de animais abatidos no verão em relação aos mesmos abatidos no inverno. A suscetibilidade e, portanto, a resposta ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In beef production, animals are exposed to slaughter conditions that induce different responses to stress and these differences may be are genetics. Therefore, this study aimed: (1) to characterize the pattern of response of heat shock protein genes (HSP) between Psoas major (PM) and Flexor digitorum superficialis (FD) in response to stress at slaughter in two different seasons (summary and winter). This was so to determine if response of HSP to the stress of slaughter was conditioned on muscle type and thermal stress; (2) (a) to characterize the physiological response to stress generating by handling the animals at two different periods in time, feedlot (F) and slaughter (S) with a set of biomarkers; (b) to identify a subset of the biomarkers of stress that best discriminate between these two stress periods and to evaluate if the early response in F could be used to anticipate response at S, and (c) find evidences of a genetic component in the physiological response to stress in beef cattle. Estimate expression differences between FD and PM for eight heat shock protein genes were used in HSPs study. Results showed that both muscles seem to have similar patterns in the expression of HSPs at the thermal stimuli except the HSPB6 and HSPB8 that seemed to show a larger level of expression in PM muscles of animals slaughtered at summer than those that were sampled in the winter slaughter. The susceptibility and, therefore, the response to thermal stress seems to be differentially ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O ATP é a moeda corrente de energia no organismo, sendo indispensável para a manutenção da homeostase celular. A fosfocreatina é a fonte mais rápida de regeneração do ATP, através da ação da enzima creatina quinase (CK). O presente estudo tem como objetivo avaliar os efeitos da suplementação de curto prazo com creatina (Cr) sobre parâmetros da função muscular em ratos, além de alterações celulares e moleculares que auxiliem na compreensão de tais efeitos. A suplementação com Cr promoveu uma atenuação da fadiga em todos os músculos analisados. A expressão proteica do GH na hipófise dos animais suplementados encontrou-se reduzida, assim como a expressão gênica do IGF-I hepático. No músculo, O IGF-I teve sua expressão aumentada. Houve hipertrofia das fibras musculares tipo I e aumento na proporção de fibras tipo II no sóleo. O conteúdo muscular de espécies reativas de oxigênio mostrou-se reduzido no grupo Cr. Ensaios cell free apontam para uma ação direta da molécula de Cr sobre o radical superóxido. Assim, os efeitos observados podem se dever a uma ação antioxidante da Cr, que muito se assemelha à resposta observada quando animais são tratados com N-acetil-cisteína, um potente antioxidante. / The ATP is the energy unit of currency in the body and is indispensable for the maintenance of cellular homeostasis. Phosphocreatine is the fastest source for ATP regeneration, catalyzed by creatine kinase (CK). This study aims to evaluate the effects of short-term creatine (Cr) supplementation upon muscular functional parameters and cellular and molecular alterations that could explain such effects. Cr supplementation promoted an attenuation of muscle fatigue. GH protein expression was reduced in supplemented animals, as well as IGF-I mRNA in the liver, but not in muscle, where its expression was stimulated by Cr. Muscle fibers of soleus were hypertrophied and the type II fiber content was augmented. The muscular content of oxygen reactive species was lower in Cr group. Cell free experiments show a direct scavenger action of Cr on superoxide anion. Thus, the effects could result from a antioxidant properties of Cr. These effects was similar to that observed when N-Acetyl-Cysteine (a potent antioxidant) was administered to adult rats prior to intense contractile activity.

A interleucina-6 (IL-6) é uma citocina com dupla função na sensibilidade à insulina. O objetivo desse estudo foi investigar o efeito da IL-6 durante 1 e 24 horas no metabolismo de células musculares resistentes à insulina. Em células de indivíduos saudáveis, 1 hora de exposição à IL-6 aumentou a síntese de glicogênio e a captação de glicose além de pJAK2 e pSTAT3, mas não em células de diabéticos tipo 2. Diferentemente, a IL-6 aumentou a oxidação de ácido graxo em ambos os grupos. Por outro lado, em células musculares da linhagem L6, a IL-6, em 24 horas, reduziu a síntese de glicogênio e a captação de glicose em condições normais, mas não em células resistentes à insulina. Além de reduzir pJak2, pStat3 e pAkt. A IL-6 aumentou oxidação de ácido graxo e pACC em ambos os grupos. Sendo assim, células musculares resistentes à insulina apresentam uma resposta alterada ao efeito da IL-6. Nessas células, o efeito dessa citocina está abolido no metabolismo de carboidratos mas permanece efetivo no lipídico. / Interleukin-6 (IL-6) is a cytokine with a dual role in modulating insulin sensitivity. The aim of this study was to investigate the effect of IL-6 exposure for 1 hour and 24 hours on metabolism of insulin-resistant skeletal muscle cells. In muscle cells from healthy subjects, 1 hour of exposure to IL-6 increased glycogen synthesis, glucose uptake, pJAK2 and pSTAT3, which were not observed in muscle cells of type 2 diabetic subjects. In contrast, IL-6 increased fatty acid oxidation in cells from both groups. On the other hand, in skeletal muscle cell line L6, IL-6 for 24 hours reduced glycogen synthesis and glucose uptake in normal conditions, which were not observed in insulin-resistant L6 cells. In addition, pJak2, pStat3 and pAkt were reduced in insulin-resistant cells. In contrast, IL-6 increased fatty acid oxidation and pACC in both groups. Therefore, insulin resistant skeletal muscle cells have an altered response to the effect of IL-6. On these cells, the effect of IL-6 is abolished on carbohydrate metabolism, while remaining effective on lipid metabolism.

O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos do palmitato (16:0) e palmitoleato (16:1 <font face=\"Symbol\">w7) sobre o metabolismo e sobre a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) em músculos sóleos de ratos. Os músculos foram incubados durante 1 ou 4 horas com 500 <font face=\"Symbol\">mM de palmitato (PA) ou palmitoleato (PO) ou 30 <font face=\"Symbol\">mM do antioxidante ebselen (Eb). A produção de H2O2 foi mensurada pelo método de oxidação da sonda Amplex<font face=\"Symbol\">&#210; e a captação de glicose foi avaliado por meio da captação de 2-desoxi-[2,6-3H]-D-glicose. O PA aumentou a produção de H2O2 e a captação de glicose após 1 hora de incubação e estes efeitos foram abolidos pelo antioxidante Eb. O PO não alterou esses parâmetros. Após 4 horas, o PA reduziu a captação de glicose e este efeito foi abolido pelo Eb. O PO não alterou a captação de glicose. O tratamento com estes ácidos graxos não alterou o metabolismo de proteínas. Tais resultados sugerem que o aumento na produção de H2O2 está envolvido na regulação do metabolismo de glicose em músculo sóleo. / The objective of this study was to investigate the effects of palmitate (16:0) and palmitoleate (16:1 <font face=\"Symbol\">w7) on the metabolism and the production of hydrogen peroxide (H2O2) in soleus muscles of rats. The muscles were incubated for 1 or 4 hours with 500 <font face=\"Symbol\">mM palmitate (PA) or palmitoleate (PO) or 30 <font face=\"Symbol\">mM of the antioxidant ebselen (Eb). The production of H2O2 was measured by the Amplex<font face=\"Symbol\">&#210; oxidation method and glucose uptake was assessed by uptake of 2-deoxy-[2,6-3H]-D-glucose. PA increased production of H2O2 and glucose uptake after 1 hour of incubation and these effects were abolished by Eb antioxidant. The PO did not alter these parameters. After 4 hours, PA decreased glucose uptake and this effect was abolished by Eb. PO did not alter glucose uptake. Treatment with these fatty acids did not affect protein metabolism. These results suggest that the increased production of H2O2 is involved in the regulation of glucose metabolism in soleus muscle.

Nos últimos anos, vários estudos têm demonstrado que durante o desenvolvimento da insuficiência cardíaca (IC) ocorre uma ativação no sistema imunológico, notadamente através de alterações nos níveis plasmático de citocinas pro e antiinflamatórias. Desta forma, estratégias terapêuticas têm sido utilizadas com o intuito de modular a ação destas citocinas e neste caso, o treinamento físico aeróbio parece promissor. Em nosso estudo, avaliamos o efeito de oito semanas de um programa de treinamento aeróbio em esteira para ratos com IC secundária a infarto do miocárdio (IM). Apesar da produção e expressão dos genes (TNF-<font face=\"symbol\">a, IL-6 e IL10) estarem aumentados nos músculo sóleo dos animais com IC, o programa de treinamento aeróbio foi capaz de reverter este quadro, demonstrando valores próximos aos animais normais (sem IC). Desta forma, nos estudo sugere que o treinamento aeróbio moderado demonstrou efeito antiinflamatório em animais com IC secundária a (IM), podendo exercer um importante papel como terapêutica em programas de reabilitação de doenças cardiovasculares. / Recently, several studies has demonstrated immune activation during heart failure (HF) development, notably through changes in plasmatic levels pro and anti-inflammatory cytokines. For this reason, therapeutic interventions have been used with targeting to modulate this cytokine action and in this way, endurance training may be promising. In our study, we evaluated the effect of 8 weeks of endurance training program in a treadmill for post-myocardial (MI) HF rats. Despite increased of levels and gene expression (TNF-<font face=\"symbol\">a, IL-6 e IL10) in soleus muscle of post-MI HF rats, endurance training was able to reverse this change, showing similar values that as founded in control group (without HF). In this way, our study suggests that moderate endurance training demonstrated anti-inflammatory effect in post-MI HF rats, and it may play an important role as therapeutic in rehabilitation programs of cardiovascular disease.

A transferência de retalhos livres e o reimplante de tecidos têm em comum a exposição dos tecidos à isquemia e tempos de reperfusão variáveis, que são importantes na determinação dos danos celulares estruturais e ultraestruturais, às vezes irreversíveis. O tempo de isquemia dificilmente pode ser controlado no período pré ou transoperatório, mas pode-se tentar prevenir ou diminuir as alterações celulares com soluções preservadoras, como, por exemplo, a da Universidade de Wisconsin, amplamente utilizada na prática clínica dos transplantes de tecidos. Porém a disponibilidade e o custo alto destas soluções dificultam seu uso rotineiro nos centros cirúrgicos. O presente trabalho propõe a utilização de solução de preservação (Solução Plástica-USP) que pode ser facilmente preparada com medicamentos accessíveis e baixo custo; a eficiência desta solução foi comparada com a da solução de Wisconsin. Os resultados demonstraram que não existe diferencia significativa entre a solução Plástica-USP, comparável à solução de Wisconsin; conferindo, ambas, um maior nível de proteção celular sobre os controles; beneficiando significativamente os resultados, e diminuindo assim os riscos de perdas do transplante a baixo custo / The free flaps transfer and reimplantation of tissue has in common the exposure of the tissue to ischemia and different time of reperfusion which are important for the determination of the extent of the cellular injury, being sometimes irreversible. In the pre and trans-surgical procedure the control of the ischemic period is difficult. Although efforts are made to prevent and decrease cellular changes using preservative solution, such as University of Wisconsin (UW) used in routine transplant of organs. The availability and high cost of this solution some time is one problem. The present study was made in a rat model that we have been reported in others works, we proposed the utilization of a preservation solution that we called Plastic Surgery-USP solution (PS-USP); witch can be easily prepared with accessible and low cost drugs. The efficiency of this PS-USP solution was compared to UW; our result showed that there is not significative difference in the protective effects of the PS-USP and UW solutions; both solutions were efficient considering cellular protection to ischemia/reperfusion injury, decreasing the risks of flap lost, with low cost and easy disposition

Avaliamos o efeito da administração de sinvastatina no processo inflamatório induzido através de lesão muscular esquelética. Ratos Wistar machos foram divididos em quatro grupos, sendo que um grupo não recebeu nenhuma intervenção, um segundo grupo recebeu tratamento com sinvastatina durante 15 dias consecutivos, um terceiro grupo recebeu o mesmo tratamento com sinvastatina e foi submetido a um protocolo de lesão do músculo tibial anterior, enquanto o último grupo apenas foi submetido ao protocolo de lesão muscular. Realizamos análise histológica, atividade de CK, extravasamento protéico, níveis de proteína c-reativa, expressão gênica de COX-1, COX-2 e TNF-a, níveis de citocinas inflamatórias (TNF-a, IL-1b e IL-6) e níveis de PGE2. O tratamento com sinvastatina provocou danos morfológicos e estruturais no músculo esquelético, confimados pela análise histólogica e atividade elevada de CK. Porém não observamos alteração nos níveis de citocinas inflamatórias e outros marcadores do processo inflamatório, sugerindo possível efeito-antiinflamatório do fármaco. / We evaluated the effect of simvastatin administration in inflammatory process induced by skeletal muscle injury. Male Wistar rats were divided into four experimental groups, the first group does not received any intervention, the second group was treated with simvastatin for 15 consecutive days, the third group was also treated at same way with simvastatin and animals were submitted to muscle injury of anterior tibialis, and the fourth group was just submitted to skeletal muscle injury protocol. We performed histological analysis, CK, protein extravasation, CRP levels, gene expression of COX-1, COX-2 and TNF-a, inflammatory cytokine levels (TNF-a, IL-1b and IL-6) and PGE2 levels. Treatment with simvastatin was able to promote morphological and structural damages in skeletal muscle, which was confirmed by histological analysis and enhanced CK activity. However this does not changed inflammatory cytokine levels and other inflammatory markers, which suggests a possible anti-inflammatory effect of this drug.

O objetivo deste trabalho foi contribuir para o melhor entendimento dos mecanismos intracelulares envolvidos na regeneração muscular esquelética, através do estudo da influência das proteínas de choque térmico (HSPs) e do mTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1) no processo regenerativo muscular. O tratamento com radicicol (indutor de HSPs) em músculos lesados induziu aumento da área de secção transversal das fibras musculares em 10 e 21 dias após lesão e aumento do número de células satélites e de fibras musculares em diferenciação em 1 e 10 dias após lesão, respectivamente, quando comparado aos seus respectivos controles apenas lesados. O tratamento com rapamicina (inibidor de mTORC1) em músculos lesados induziu uma diminuição maior da área de secção transversal das fibras musculares em 10 e 21 dias após lesão e menor síntese protéica muscular em 10 dias após lesão quando comparado aos músculos somente lesados. Nossos resultados sugerem que as HSPs e o mTORC1 são importantes para o processo de regeneração muscular esquelética. / The goal of this work was to contribute to a better understanding about the intracellular mechanisms involved in skeletal muscle regeneration by studying the influence of heat shock proteins (HSPs) and mTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1) in the muscle regeneration process. The treatment with radicicol (a HSP inductor) in injured muscles induced increase of myofiber cross section area at 10 and 21 days post lesion and increased number of satellite cells and differentiating myofibers at 1 and 10 days post lesion, respectively, when compared to their respective injured controls. The treatment with rapamycin (a mTORC1 inhibitor) in injured muscles induced a more accentuated decrease in myofiber cross section area at 10 and 21 days post lesion and decreased muscle protein synthesis at 10 days post lesion when compared to only-injured muscles. Our results suggest that HSPs and mTORC1 are important to the process of skeletal muscle regeneration.

O Controle de qualidade de proteína (CQP) consiste na supervisão e no processamento de proteínas danificadas por meio de processos catalíticos (proteassoma e autofagia). Nesse estudo, caracterizamos o CQP, bem como os benefícios da ativação &#946;2-adrenérgica (&#946;2-AR) modulador positivo do CQP, em modelo animal de disfunção/atrofia muscular induzida por constrição crônica do nervo isquiático (CCI). Observamos que, apesar de um aumento na atividade catalítica, a atrofia está associada à um CQP insuficiente, detectado por um acúmulo de proteínas citotóxicas nessa musculatura. O tratamento com Formoterol (agonista &#946;2-AR) aumentou a atividade proteassomal e restaurou o fluxo de degradação via autofagia, resultando na melhora do CQP e da miopatia esquelética. A inibição da autofagia, mas não do proteassoma, foi capaz de abolir os efeitos do Formoterol na CCI. Nossos resultados sugerem uma nova contribuição da sinalização &#946;2-AR no quadro de miopatia esquelética, no qual sua ativação foi capaz de restaurar o CQP, contribuindo para a melhora do trofismo e função muscular. / The protein quality control (PQC) detects, repairs and disposes cytotoxic proteins through different proteolytic systems (proteasome and autophagy). Here, we characterized the PQC profile as well as the benefits of sustained &#946;2-adrenoceptor activation (&#946;2-AR) a positive PQC modulator, during skeletal muscle atrophy in a rat model of sciatic nerve constriction (SNC). PQC is disrupted in SNC rats, demonstrated by elevated proteasomal and lysosomal activities along with accumulation of cytotoxic proteins and pro-apoptotic factors. The &#946;2-AR activation (Formoterol) promotes a further increase in proteasomal activity, along with autophagic flux reestablishment. Of interest, sustained autophagy inhibition, but not proteasomal inhibition, is sufficient to abolish Formoterol effects on skeletal muscle PQC, mass and strength. These findings suggest a new contribution of &#946;2-AR signalling pathway to the pathophysiology of skeletal muscle where &#946;2-AR restores the impaired PQC, therefore contributing to a better skeletal muscle morphology and function.

O estudo investigou a participação do sistema nervoso simpático ß-adrenérgico sobre a regulação da expressão gene do GLUT4 em músculo vermelho (sóleo) e branco (EDL) no jejum. Foram estudados ratos alimentados livremente, jejuados por 48 horas e sob bloqueio ß1/ß2 ou bloqueio ß1/ß2/ß3 ou sob estímulo ß1/ß2/ß3-adrenérgicos. Os músculos sóleo e EDL foram analisados por Northern e Western Blotting. O jejum diminuiu o peso dos animais, a glicemia, a insulinemia, e aumentou concentração de ácidos graxos livres (AGL). O bloqueio ß1/ß2 aumentou a insulinemia, o bloqueio ß1/ß2/ß3 reduziu a glicemia e o estímulo ß1/ß2/ß3 aumentou AGL. O jejum aumentou mRNA do GLUT4 no sóleo e EDL, os bloqueios ß-adrenérgicos reduziram o mRNA no sóleo e EDL, e o estímulo ß aumentou o mRNA somente no sóleo. O jejum aumentou a proteína GLUT4 no sóleo e nos tratamentos somente reduziu com o bloqueio triplo, no EDL. O jejum aumentou a expressão do gene do GLUT4 em músculo esquelético. A atividade simpática ß-adrenérgica é fundamental para aumentar a expressão do GLUT4 no sóleo e manter no EDL. / The study investigated the participation of ß-adrenergic sympathetic nervous system in the regulation of GLUT4 gene expression in red (soleus) and white (EDL) muscles during fasting. Rats were fasted for 48hours and treated with ß1/ß2-adrenoceptors antagonist or ß1/ß2/ß3-adrenoceptors antagonist or ß1/ß2/ß3-adrenoceptors agonist. Soleus and EDL muscles were analyzed by Northern and Western Blotting. Fasting decreased body weight, glycemia, insulinemia, and increased non esterified free fatty acids (NEFA). The insulinemia increased with ß1/ß2 blockade, glycemia decreased with triple blockade, NEFA increased with ß stimulus. The GLUT4 mRNA increased in soleus and EDL after fasting, and it decreased in soleus and EDL after ß1/ß2 blockade and triple blockade, and increased in soleus after ß stimulus. GLUT4 protein increased in soleus of fasted rats, and decreased with triple blockade in EDL. Fasting increased GLUT4 gene expresion in skeletal muscle. The ß-adrenergic sympathetic activity is essencial to increase GLUT4 expression in soleus and to preserve it in EDL.