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.

Parece ser consenso na literatura que as crianças asmáticas apresentam capacidade física reduzida, mas existem poucos estudos comparando a capacidade aeróbia de crianças asmáticas com não asmáticas. Além disto, estudos com pacientes pneumopatas crônicos têm demonstrado que eles apresentam fraqueza da musculatura periférica que parece contribuir para a redução na capacidade de exercício. Até o presente momento desconhecemos estudos que tenham avaliado força muscular periférica em crianças asmáticas. Em vista disto, o objetivo deste estudo foi avaliar a força e a resistência muscular periférica assim como a capacidade aeróbia em crianças com asma persistente leve e grave. Foram avaliadas 60 crianças com idade entre 8 e 15 anos, divididas em 3 grupos: asma persistente leve (APL), asma persistente grave (APG) e não asmáticas (controle) (n=20 cada). Estudo transversal e controlado que avaliou a força (teste de 1RM) e a resistência muscular periférica (teste com 50% de 1RM), a capacidade aeróbia máxima (VO2pico), a função pulmonar e fatores de saúde relacionados à qualidade de vida. A força e a resistência muscular foram avaliadas utilizando os exercícios de leg-press (perna), chest-press (peitorais) e remada (dorsais). Nossos resultados mostraram que os 3 grupos eram similares com relação à idade e IMC (p>0,05). As crianças com asma persistente leve e grave apresentaram menor função pulmonar quando comparadas com grupo controle (p<0,01). O grupo com asma persistente grave apresentou menor capacidade aeróbia (VO2pico) e resistência muscular de membros inferiores somente quando comparado ao grupo Controle (p<0,05). A força nos 3 grupos musculares avaliados (perna, peitoral e dorsal) foi similar. A resistência muscular da perna estava reduzida no grupo APG (p<0,05), porém não foram encontradas diferenças nos músculos peitorais e dorsais. Foi avaliada a associação da perda na resistência muscular de membros inferiores com a capacidade aeróbia e com o consumo de corticóides inalatórios e não foi verificada qualquer relação (p>0,05). Nossos resultados sugerem que crianças com asma persistente grave apresentam redução da resistência muscular de pernas e da capacidade aeróbica e que isto deve ser considerado na elaboração de um programa de condicionamento físico para estes pacientes / It has been assumed in the literature that asthmatic children have lower exercise capacity, however there are few studies comparing aerobic capacity of asthmatic children with non-asthmatic. Beside that, studies in patients with chronic pulmonary disease have showing that they present a peripheral muscle weakness and it seems to contribute to patients exercise intolerance. Until the present moment we are not aware of any study evaluating peripheral muscle strength in asthmatic children. The present study aimed to evaluate strength and endurance of peripheral muscle, as well as aerobic capacity, of children with mild and severe persistent asthma. Forty children with mild or severe persistent asthma (n=20 each) and 20 non-asthmatic (Control group) were evaluated. The present transversal controlled study evaluated muscle peripheral strength (1RM) and endurance (50%1RM), aerobic capacity (VO2peak), pulmonary function and factors related to quality of life. The muscular strength and endurance was evaluated through the exercises of leg-press (lower muscle), chest-press and row (upper muscle). Our results show that age and IMC were similar in 3 groups (p>0.05). Patients with persistent asthma (mild and severe) had lower pulmonary function than Control group (p<0.01). The severe persistent asthma group presented lower peakVO2 and leg muscle endurance only when compared with Control group (p<0.05). Upper and lower muscle strength was preserved in children either with mild or severe asthma. Muscle endurance was reduced in leg in group APG (p<0.05), but not in pectoral and dorsal muscles. At last, we observed that the lower muscle endurance weakness was not associated with either reduction in peakVO2 or corticosteroid consumption in asthmatics patients. Our results suggest that severe persistent asthmatic children have reduced leg muscle endurance and lower aerobic capacity and we understand that it must be considered in the elaboration of a program of physical conditioning for these patients

A retroalimentação por eletromiografia é uma técnica de aprendizado para controle voluntário de respostas fisiológicas pelo condicionamento operante. Compararam-se os sinais eletromiográficos dos músculos quadríceps de duas séries de retroalimentação pelo "Método Brucker" com duração de 50 minutos semanais durante quatro semanas com um intervalo de três meses em 20 pacientes com trauma raquimedular cervical na posição sentado e na transição da posição sentado para a ortostática. Demonstrou aumento amplitude do potencial eletromiográfico na segunda série. Comprovou que na transição de sentado para a posição ortostática consegue-se arregimentar um maior número de fibras do quadríceps do que na sentado / Electromyography biofeedback is a learning technique for voluntary control of physiological responses through operant conditioning. The electromyographic signals from the quadriceps muscles of two biofeedback series were compared using the Brucker method, with a 50-minute weekly session during four weeks and a three-month interval, in 20 patients with cervical spinal cord injury, in the sitting position and during the transition from the sitting to the orthostatic position. An increase in the amplitude of the electromyographic potential was shown in the second series. It was proven that during the transition from the sitting to the orthostatic position it is possible to gather a larger number of fibers of the quadriceps as compared to the sitting position

A Parede lateral da faringe parece ser a estrutura central envolvida no colapso da faringe nos pacientes com síndrome da apnéia obstrutiva do sono (SAOS). Os pacientes com roncos e apnéia têm uma faringe mais colapsável associada a um espessamento da musculatura da parede lateral da faringe, em grande parte formada pelo músculo constritor superior da faringe. O endomísio da matriz extracelular do músculo esquelético tem uma íntima relação com as células musculares, influenciando suas propriedades mecânicas e biológicas, podendo modificar seu comportamento e função. As fibras colágenas e elásticas formam o arcabouço do tecido conectivo, enquanto os proteoglicanos e as glicoproteínas estruturais (fibronectina) têm importante papel na propriedade de adesão e hidratação dos tecidos e as metaloproteínas são responsáveis pela degradação dos componentes da matriz extracelular. Os fatores determinantes da complacência excessiva da musculatura da parede lateral são desconhecidos. É possível que a MEC tenha um papel relevante neste aspecto. O objetivo deste estudo é descrever e comparar a densidade dos componentes da matriz extracelular do endomísio da musculatura da parede lateral da faringe em controles, roncadores e apnéicos. Neste estudo prospectivo foram avaliados 61 pacientes maiores de 18 anos e não obesos do Departamento de Otorrinolaringologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de medicina da Universidade de São Paulo, com indicação de cirurgias faríngeas no período de 2005 e 2006. Os pacientes foram divididos em três grupos: controles (14 pacientes sem roncos ou SAOS), 18 roncadores primários e 29 pacientes com SAOS. Os espécimes foram obtidos da musculatura da parede lateral da faringe (constritor superior da faringe) durante cirurgias faríngeas. Por meio de análise histoquímica e imunohistoquímica foi determinada a área proprocional do colágeno total, fibras elásticas, colágeno tipos I e III, metaloproteínas 1 e 2, versican e fibronectina, no endomísio destas amostras e comparada entre os grupos. Os resultados foram ainda correlacionados com dados antropométricos. O colágeno tipo I foi o componente mais abundante da matriz extracelular no constritor superior da faringe. Observamos uma correlação positiva entre o colágeno I e a idade (r=0,42, p=0,01) e inversa com o colágeno III (r=-0,28, p=0.027). O índice de massa corpórea também mostrou uma correlação inversa com o colágeno III (r=-0,311, p=0,017). Não houve diferenças estatisticamente significantes para os componentes da MEC entre os grupos. Em resume, a análise histológica da musculatura da parede lateral da faringe de um largo grupo de pacientes com distúrbios do sono, revelaram que a composição da matriz extracelular é relacionada à idade e o peso, e não pode ser envolvida nos mecanismos que levam a colapsibilidade e espessamento da parede lateral da faringe. / The lateral muscular pharyngeal wall appears to be the predominant structure involved in the collapse of the pharynx in obstructive sleep apnea (OSA). OSA patients and snorers have a narrower pharynx which is more susceptible to collapse and is associated with muscle thickening in the lateral pharyngeal wall, largely formed by superior pharyngeal constrictor. The endomysial extracellular matrix of skeletal muscle has an intimate relationship with the muscle cells and has an important influence on its mechanical and biological properties and can modify their behavior and function. Collagen and elastic fibers form the scaffolding of the connective tissue and proteoglycans and structural glycoproteins (fibronectin) have important roles in hydration, resiliency and adhesive properties of the tissues and the matrix metalloproteinases are involved in extracellular matrix components degradation. The determining factors in the compliance of lateral muscular pharyngeal wall are also unknown. It is possible that the ECM has a relevant role in this aspect. Our objective was to determine and compare the density of the components of the extracellular matrix in the deep, structural lateral pharyngeal muscular walls in snorers, OSA and control patients and correlate with age and weight. In this prospective study we evaluated 61 patients older than 18 and nonobese with indications for pharyngeal surgery at the department of Otolaryngology of the Hospital das Clínicas of the São Paulo University, between 2005 and 2006. The patients were divided in three groups: controls (14 patients), 18 primary snorers and 29 OSA patients. We obtained specimens from the lateral pharyngeal muscular wall (superior constrictor muscle) during pharyngeal surgeries. Using histochemical and immunohistochemical analyses, we determined the fractional area of total collagen, elastic fibers, collagen I and III, matrix metalloproteinase 1 and 2, versican and fibronectin in the endomysium of these samples, and compared among groups. Results were further correlated with anthropometric data. Collagen type I was the most abundant component of the ECM within the pharyngeal muscle. There was a positive correlation between collagen I and age (r=0.419, p=0.01) and an inverse one with type III collagen (r=-0.284, p=0.027). Body mass index inversely correlated with collagen type III (r=-0,311, p=0,017). There were no statistically significant differences for any of the components of the ECM among groups. In summary, histological analysis of the lateral muscular pharyngeal wall of a large group of patients with sleep disturbances revealed that its extracellular matrix composition is age and weight related but may not be involved in the mechanisms leading to the collapsibility of the lateral wall of the pharynx.

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

Orientador: Lea Rodrigues Simioni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T13:45:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Floriano_RafaelStuani_D.pdf: 3786286 bytes, checksum: a2855e3dd5b20280b1bf65e08007ab09 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho, nós examinamos a atividade neuromuscular do veneno de Bothriopsis bilineata smaragdina (serpente de floresta) e de sua toxina Bbil-TX (fosfolipase A2 Asp49) em preparações nervo-músculo isoladas de vertebrados. Em preparações BC, o veneno causou bloqueio neuromuscular concentração-dependente (0,1-30 ?g/mL) que não foi reversível por lavagem, com 50% de bloqueio ocorrendo em 90-15 min. Contratura muscular em resposta à ACh exógena e ao KCl não foram afetadas pelo veneno, mas houve um discreto aumento na liberação de CK após 60 min [UI/mL: de 80 ± 15 (basal) para 113 ± 22; n = 6; p > 0,05]. Em preparações NFD, o veneno (1, 10 e 30 ?g/mL) produziu marcante facilitação da neurotransmissão (~120% de aumento acima do basal) com a maior concentração seguida por bloqueio neuromuscular completo após 120 min; os efeitos com as menores concentrações foram considerados menos marcantes. O veneno aumentou o conteúdo quântico após 15 e 30 min de incubação seguido por significativa inibição ?90 min. No entanto, o veneno não alterou o potencial de membrana muscular ou a resposta despolarizante ao carbacol. Em ambas as preparações, incubação a 22-24 °C ao invés de 37 °C atrasou o início do bloqueio, como fez também a inibição da atividade PLA2 do veneno. Em preparações NFD curarizadas, o veneno produziu apenas uma discreta facilitação muscular. Estes resultados indicam que o veneno de B. b. smaragdina causa bloqueio neuromuscular in vitro por um mecanismo pré-sináptico envolvendo PLA2. Também foi investigada a atividade neuromuscular de Bbil-TX, uma PLA2 com atividade catalítica isolada do veneno de B. b. smaragdina, em preparações BC e NFD. Em preparações BC, Bbil-TX (35-702 nM) causou bloqueio tempo- e concentração-dependente que não foi reversível por lavagem; os tempos para causar 50% de bloqueio foram 87 ± 7, 41 ± 7 e 19 ± 2 min (média ± EPM; n = 4-6) para 70, 351 and 702 nM, respectivamente. Contraturas musculares à ACh exógena e KCl não foram alteradas. A toxina (702 nM) também não alterou as respostas contráteis de preparações BC curarizadas (d-Tc; 14,8 ?M) e diretamente estimuladas. No entanto, Bbil-TX (702 nM) produziu moderada alteração morfológica (fibras edemaciadas e/ou hipercrômicas) em BC; houve também uma progressiva liberação de CK [UI/mL: de 116 ± 17 (basal) para 961 ± 48 após 60 min; n = 6; p < 0,05]. O bloqueio neuromuscular induzido por Bbil-TX (351 nM) foi significativamente inibido a 22-24 °C e o pré-tratamento com p-BPB aboliu seu bloqueio. Bbil-TX (210 nM, 702 nM e 2 ?M; n = 4-6) causou bloqueio parcial tempo- e concentração-dependente em preparações NFD (52 ± 2% com a maior concentração). Bbil-TX (2 ?M) também reduziu significativamente a frequência de PsPTM/min [de 26 ± 2,5 (basal) para 10 ± 1 após 60 min; n = 5; p < 0,05] e o conteúdo quântico [de 94 ± 14 (basal) para 24 ± 3 após 60 min; n = 5; p < 0,05] de preparações NFD, mas causou apenas uma discreta alteração do potencial de membrana em repouso [de -80 ± 1 mV (basal) para -66 ± 2 mV após 120 min; n = 5; p < 0,05], com nenhuma alteração significativa na resposta despolarizante ao carbacol. Estes resultados mostram que Bbil-TX é uma PLA2 pré-sináptica que contribui para o bloqueio neuromuscular causado pelo veneno de B. b. smaragdina. A atividade neuromuscular do veneno de B. b. smaragdina e o mecanismo de ação de Bbil-TX no sistema nervoso periférico foi examinado também em outras preparações neuromusculares isoladas de camundongo. Em preparações NFD mantidas em solução fisiológica com baixo Ca2+, o veneno de B. b. smaragdina (3 ?g/mL) produziu uma alteração trifásica nas respostas contráteis enquanto que a maior concentração (10 ?g/mL) produziu uma abrupta e marcante contratura inicial a qual foi seguida por facilitação neuromuscular, oscilações rítmicas das contrações evocadas, alterações na linha de base e progressivo bloqueio neuromuscular. O veneno também atrasou a fase de relaxamento da resposta contrátil aumentando o tempo de decaimento constante. Em condições de baixo Ca2+, Bbil-TX (210 nM) causou um progressivo aumento na amplitude das respostas contráteis (83 ± 19 % acima dos valores basais após 120 min) em preparações NFD; não houve alteração no tempo de decaimento constante após tratamento com a toxina. O veneno de B. b. smaragdina (10 ?g/mL) e Bbil-TX (210 nM) causaram discreta alteração na amplitude do potencial de ação composto registrado em preparações NC de camundongo (veneno: 20 ± 2,1% e toxina: 17 ± 2,4% de redução abaixo dos valores basais; n = 3; p < 0,05) e nenhum efeito significativo sobre o tempo de subida e a latência; Tetrodotoxina (3,1 nM) bloqueou os potenciais no final dos experimentos. Em preparações TSn-m, veneno (10 ?g/mL) e Bbil-TX (210 nM) causaram significativa redução na forma de onda perineural associada à corrente K+ (veneno: 35 ± 7,2% e toxina: 26 ± 1,4% de redução abaixo dos valores basais; p < 0,05; n = 3-5) enquanto que a amplitude da corrente de Na+ não foi significativamente afetada (veneno: 18 ± 3,3% e toxina: 15 ± 2,4% de redução abaixo dos valores basais; p > 0,05; n = 3-5). Bbil-TX (210 nM) causou aumento nos valores de conteúdo quântico de preparações TSn-m mantidas em baixo Ca2+ [de 9,6 ± 1,1 (t0) para 31,4 ± 7,7 (t60), p < 0,05; n = 4]. O veneno (3 ?g/mL) e toxina (210 nM) induziram aumento na fluorescência ao cálcio em células SK-N-SH marcadas com indicador sensível ao Ca2+ Fluo3 AM (4 ?M) e mantidas em solução fisiológica com normais condições de Ca2+ ou com baixo Ca2+. Em células mantidas em Ca2+ normal, o aumento na amplitude de fluorescência foi acompanhado por irregular e frequente movimento de Ca2+. Em preparações TSn-m marcadas com Fluo4 AM (4 ?M), o veneno de B. b. smaragdina causou imediato aumento na concentração de Ca2+ intracelular de fibras musculares seguido por frequente oscilação na fluorescência e contratura muscular; Bbil-TX não induziu nenhuma alteração na fluorescência ao cálcio em fibras musculares de preparações TSn-m. Secções de preparações NFD pré-tratadas com Bbil-TX (210 nM) destinadas à imunohistoquímica foram marcadas positivamente para receptores juncionais de ACh mas houve perda de marcação para as proteínas pré-sináptica sinaptofisina e SNAP25. Juntos, estes dados indicam que Bbil-TX tem alta seletividade de ação sobre a região pré-sináptica semelhantemente a outras neurotoxinas PLA2 modulando a atividade neuromuscular do veneno de B. b. smaragdina / Abstract: In this work, we examined the neuromuscular activity of Bothriopsis bilineata smaragdina (forest viper) venom and its toxin Bbil-TX (Asp49 phospholipase A2) in vertebrate isolated nerve-muscle preparations. In chick biventer cervicis preparations (BC) the venom caused concentration-dependent (0.1-30 ?g/ml) neuromuscular blockade that was not reversed by washing, with 50% blockade occurring in 15-90 min. Muscle contractures to exogenous acetylcholine and KCl were unaffected by the venom, but there was a slight increase in creatine kinase release after 60 min [IU/ml: from 80 ± 15 (basal) to 113 ± 22; n = 6; p > 0.05]. In mouse phrenic nerve-diaphragm preparations (PND), the venom (1, 10 and 30 ?g/ml) produced marked facilitation (~120% increase above basal) at the highest concentration followed by neuromuscular blockade; the effects at lower concentrations were considerably less marked. The venom increased quantal content values after 15 and 30 min followed by significant inhibition at ?90 min. However, the venom did not alter the muscle membrane resting potential or the response to exogenous carbachol. In both preparations, incubation at 22 °C instead of 37 °C delayed the onset of blockade, as did inhibition of venom PLA2 activity. In curarized mouse preparations, the venom produced only muscle facilitation. These results indicate that B. b. smaragdina venom causes neuromuscular blockade in vitro by a presynaptic mechanism involving PLA2. It was also investigated the neuromuscular activity of Bbil-TX, a PLA2 with catalytic activity isolated from B. b. smaragdina venom, in BC and PND preparations. In BC preparations, Bbil-TX (35-702 nM) caused time- and concentration-dependent blockade that was not reversed by washing; the times for 50% blockade were 87 ± 7, 41 ± 7 and 19 ± 2 min (mean ± SEM; n = 4-6) for 70, 351 and 702 nM, respectively. Muscle contractures to exogenous ACh and KCl were unaffected. The toxin (702 nM) also did not affect the twitch-tension of directly stimulated, curarized (d-Tc, 14.8 ?M) BC preparations. However, Bbil-TX (702 nM) produced mild morphological alterations (edematous and/or hyperchromic fibers) in BC; there was also a progressive release of CK [IU/ml: from 116 ± 17 (basal) to 961 ± 48 after 60 min; n = 6; p < 0.05]. Bbil-TX (351 nM)-induced blockade was markedly inhibited at 22-24 °C and pretreatment with p-BPB abolished the neuromuscular blockade. Bbil-TX (210 nM, 702 nM and 2 ?M; n = 4-6) caused partial time- and concentration-dependent blockade in PND preparations (52 ± 2% at the highest concentration). Bbil-TX (2 ?M) markedly reduced the MEPPs frequency/min [from 26 ± 2.5 (basal) to 10 ± 1 after 60 min; n = 5; p < 0.05] and the quantal content [from 94 ± 14 (basal) to 24 ± 3 after 60 min; n = 5; p < 0.05] of PND preparations, but caused only minor depolarization of the membrane resting potential [from -80 ± 1 mV (basal) to -66 ± 2 mV after 120 min; n = 5; p < 0.05], with no significant change in the depolarizing response to exogenous carbachol. These results show that Bbil-TX is a presynaptic PLA2 that contributes to the neuromuscular blockade caused by B. b. smaragdina venom. The neuromuscular activity of B. b. smaragdina venom and the mechanism of action of Bbil-TX on peripheral nervous system have been further examined in mouse nerve-muscle preparations in vitro. In PND preparations maintained in low Ca2+ physiological salt solution (PSS), B. b. smaragdina venom (3 ?g/ml) caused a triphasic change in twitch height while the xv highest concentration (10 ?g/ml) produced an abrupt and marked initial contracture which was followed by neuromuscular facilitation, rhythmic oscillation of nerve evoked twitch, alteration in base line and progressive blockade. The venom also slowed the relaxation phase of the muscle twitch increasing the constant decay time. Under low Ca2+ conditions, Bbil-TX caused a progressive increase in twitch amplitude (83 ± 19 % above basal values after 120 min) in PND preparations; there was no change in the constant decay time after treatment with toxin. B. b. smaragdina venom (10 ?g/ml) and Bbil-TX (210 nM) caused minor changes in the amplitude of the compound action potential (CAP) recorded from SN preparations (venom: 20 ± 2.1 % and toxin: 17 ± 2.4 % of reduction below basal values; n = 3; p < 0.05) and no significant effect on rise time and latency; tetrodotoxin (3.1 M) blocked the CAP at the end of the experiments. In TSn-m preparations, both venom (10 ?g/ml) and Bbil-TX (210 nM) caused significant reduction in the perineural waveform associated with the outward K+ current (venom: 35 ± 7.2 % and toxin: 26 ± 1.4 % of reduction below basal values; p < 0.05; n = 3-5) while the amplitude of the inward Na+ current was not significantly affected (venom: 18 ± 3.3 % and toxin: 15 ± 2.4 % of reduction below basal values; p > 0.05; n = 3-5). Bbil-TX (210 nM) caused progressive increase in quantal content in TSn-m preparations maintained in low Ca2+ PSS [from 9.6 ± 1.1 (t0) to 31.4 ± 7.7 (t60), p < 0.05; n = 4]. Venom (3 ?g/ml) and toxin (210 nM) induced increase in calcium fluorescence in neuroblastoma cell line SK-N-SH loaded with calcium sensitive indicator Fluo3 AM (4 ?M) and maintained in low Ca2+ or normal Ca2+ PSS. In those cells maintained in normal Ca2+ PSS, the increase in fluorescence amplitude was accompanied by irregular and frequent calcium transients. In TSn-m preparations loaded with Fluo4 AM (4 ?M), B. b. smaragdina venom (10 ?g/ml) caused immediate increase in Ca2+ intracellular of muscle fibres followed by frequent oscillation in fluorescence and muscle contracture; Bbil-TX did not induce any change in calcium fluorescence in TSn-m preparations. Immunohistochemical sections of PND preparations pretreated with Bbil-TX (210 nM) were labeled positively for junctional ACh receptors but there was loss of labeling for presynaptic proteins synaptophysin and SNAP25. Together, these data indicate that Bbil-TX has high selectivity of action under the presynaptic region similarly as other PLA2 neurotoxins modulating the neuromuscular activity of B. b. smaragdina venom / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Orientador: Maeli Dal Pai / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_RodrigoWagnerAlves_D.pdf: 5360593 bytes, checksum: 671f4fb61a48674646503b892003184f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A insuficiência cardíaca (IC) caracteriza-se por reduzida tolerância ao exercício físico devido à ocorrência precoce de fadiga e dispnéia. Esses sintomas ocorrem, em parte, devido à atrofia e mudanças no fenótipo do músculo esquelético. O treinamento físico aeróbico é considerado uma conduta proposta e aceita para minimizar as alterações musculares na IC. Assim, entender os mecanismos moleculares envolvidos nas alterações dos músculos cardíaco e esquelético nessa doença pode ser favorável para a elaboração de intervenções terapêuticas e para o direcionamento de programas de treinamento específicos. O objetivo deste trabalho foi investigar a estrutura, função e componentes moleculares do coração, além da expressão gênica e proteica dos agentes que mediam as vias atrófica e hipertrófica no músculo esquelético de ratos com IC submetidos ao treinamento aeróbico. Foram utilizados ratos Wistar machos (90 a 100g) com três a quatro semanas de idade para a indução da IC através de estenose aórtica (EAo) supravalvar. Após 18 semanas da cirurgia de EAo, quando os animais apresentavam disfunção cardíaca, diagnosticada por ecocardiograma, foram aleatoriamente divididos para realizarem 10 semanas (5 dias/semana) de treinamento físico aeróbico (AS-ET) ou não (AS-UN). A velocidade de treinamento foi relativa ao limiar de lactato, obtido em teste progressivo. Assim, após 28 semanas os três grupos foram submetidos à outra análise ecocardiográfica e então os animais foram pesados e mortos. O coração foi removido e o ventrículo separado do átrio para investigação da fibrose e quantificação gênica. Os músculos sóleo e plantar foram coletados e para análise morfométrica, bioquímica, proteica e gênica das fibras musculares. A avaliação da expressão gênica e proteica dos componentes foi realizada por PCR em tempo real (RT-qPCR), e por Western blotting, respectivamente. O soro sanguíneo foi utilizado para análise dos níveis de IGF-1 e TNF-? pelo método de ELISA. Ao final do experimento, o grupo AS-UN que demonstrou sinais de IC, apresentou sinais de fibrose e aumento de componentes relacionados com a degradação do músculo cardíaco. Os músculos sóleo e plantar apresentaram atrofia em conjunto com um aumento na expressão de fatores catabólicos, como TNF-?, NF?B, MAFbx, MuRF1, FoxO1, e miostatina. No entanto, no grupo submetido ao treinamento aeróbico (AS-ET), a deterioração da estrutura e função cardíaca foi prevenida em associação com a atenuação da perda de músculo esquelético e diminuição dos promotores de atrofia. Interessantemente, as alterações na expressão dos fatores anabólicos não foram observadas. Contudo, no músculo plantar foram mantidos níveis elevados de PGC1? pelo treinamento físico. Assim, o treinamento físico realizado durante a transição entre hipertrofia cardíaca e IC teve a capacidade tanto de atenuar o prejuízo da estrutura e função cardíaca quanto prevenir a atrofia do músculo esquelético; fato que não ocorreu por um aumento dos fatores anabólicos, mas sim através da atividade anti-catabólica, possivelmente causada por ação de PGC1?. Estes achados indicam o potencial terapêutico do treinamento aeróbico em bloquear a atrofia muscular induzida pela IC através da atenuação do aumento do estado catabólico / Abstract: Heart failure (HF) is associated with exercise intolerance due to early fatigue and dyspnea. These symptoms are related to atrophy and changes in the skeletal muscle phenotype. Aerobic exercise training is proposed and accepted to minimize muscle abnormalities in HF. Thus, elucidate the molecular mechanisms related to cardiac and skeletal muscle alterations in this disease may help in designing therapeutic interventions and for targeting specific training programs. The aim of if the aerobic training performed during the transition from cardiac hypertrophy to HF would alter the cardiac structure, function and molecular expression, in addition to gene and protein levels of components that mediate atrophic and hypertrophic pathways in skeletal muscle of rats with HF submitted to aerobic training. Three- to four-week-old male Wistar rats weighing 90¿100 g were submitted to aortic stenosis surgery. A total of 8 age-matched control animals underwent left thoracotomy without clip placement (Sham group). At 18 weeks after surgery, when the aortic stenosis animals (AS) presented ventricular dysfunction as measured by echocardiography, the AS animals were redistributed into 2 groups: aortic stenosis untrained (AS-UN, n = 8), in which the group of AS rats remained untrained over a 10-week period, and aortic stenosis exercise training (AS-ET, n = 8), in which the AS rats that were subjected to 10 weeks of aerobic ET. After 28 weeks, all 3 groups underwent another echocardiogram and were then euthanized. The heart was removed, and the atria and ventricles were separated to fibrosis and gene expression analysis. The soleus and plantaris muscles were harvested to subsequent analysis of muscle fibers morphometry, bichemistry, protein and gene. The evaluation of gene expression and protein levels was performed by real-time PCR (RT-qPCR) and Western blotting, respectively. The serum was used for analysis of IGF-1 and TNF-? by ELISA. At the end of the experiment, At 28 weeks, the AS-UN group presented HF signs in conjunction with soleus and plantaris muscle atrophy and an increase in the expression of TNF-?, NF?B, MAFbx, MuRF1, FoxO1, and myostatin catabolic factors. However, in the AS-ET group, the deterioration of cardiac function was prevented in association with a prevention of muscle wasting and a decrease in atrophy promoters. Interestingly, changes in anabolic factor expression (IGF-I, AKT, and mTOR) were not observed. Nevertheless, in the plantaris muscle, high PGC1? levels were maintained by ET. Thus, the ability of aerobic training performed during the transition from cardiac hypertrophy to HF to attenuate cardiac function was accompanied by a prevention of skeletal muscle atrophy that did not occur via an increase in anabolic factors but through anti-catabolic activity, presumably caused by PGC1? action. These findings indicate the therapeutic potential of aerobic training to block HF-induced muscle atrophy by counteracting the increased catabolic state / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Marcio Alberto Torsoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roman_ErikaAnnedeFreitasRobles_D.pdf: 2154456 bytes, checksum: 96e67ff457e13cf663c712d985a8be21 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Sobrepeso e obesidade são caracterizados por um aumento de tecido adiposo corpóreo, que resulta da interação entre muitos fatores, incluindo genéticos, metabólicos, comportamentais e ambientais. A obesidade está relacionada ao desenvolvimento de diabetes mellitus do tipo 2 (DM2). O principal mecanismo envolvido na associação entre obesidade e DM2 é a indução de uma resposta inflamatória subclínica capaz de gerar resistência à insulina. Este fenômeno é caracterizado pela capacidade reduzida deste hormônio em promover a homeostase glicêmica. O músculo esquelético (SM) é considerado um dos principais tecidos para a homeostase da glicose, já que ele responde por cerca de 80 % da captação total de glicose estimulada pela insulina no corpo. Sendo assim, a resistência à insulina em músculo esquelético é o maior determinante da hiperglicemia e DM2. Por outro lado, a leptina apresenta função crucial na homeostase glicêmica por agir no cérebro e sua ação neste órgão requer a atividade da PI3K para modular a homeostase da glicose e o metabolismo periférico. Contudo, o mecanismo envolvido neste fenômeno não é completamente entendido. Neste estudo nós aventamos a hipótese que a atividade hipotalâmica da PI3K é importante para a modulação da via da quinase dependente de AMP (AMPK)/acetil-CoA carboxilase (ACC), PGC1? e AKT em músculo esquelético. Para investigar esta questão, injetamos leptina no ventrículo lateral do hipotálamo de ratos. A leptina (ICV) aumentou a fosforilação da JAK2 (80 %) e AKT (350 %) hipotalâmica, quando comparado ao grupo controle. A administração prévia de LY294002 (inibidor químico da PI3K) reduziu a fosforilação da AKT hipotalâmica, induzida por leptina ICV. Adicionalmente, a leptina (ICV) melhorou a tolerância à glicose no GTT (50 %), mas a administração prévia de propranolol (10 mg/kg IP) ou LY294002 (1nmol-ICV) reduziu este efeito. Em músculo soleus a fosforilação da AKT, estimulada pela insulina, foi maior no grupo leptina (200 %) do que no grupo controle, contudo a administração prévia de propranolol (IP) reduziu (50 %) este efeito. Como o propranolol a administração prévia de LY294002 (ICV) reduziu (45 %) o efeito da leptina (ICV) sobre a fosforilação da AKT em músculo esquelético. A fosforilação da JAK2, em músculo esquelético, foi maior no grupo leptina (ICV) do que no grupo controle, mas a administração prévia de LY294002 (ICV) bloqueou este efeito. Adicionalmente, a ação central da leptina aumentou a expressão de PGC1? e a fosforilação da AMPK e ACC em músculo soleus. A administração prévia de LY294002 bloqueou estes efeitos. Concluímos que a ativação da via da PI3K hipotalâmica, induzida pela leptina, é importante para a fosforilação da AKT, bem como para a ativação de vias catabólicas através da AMPK e PGC1? em músculo esquelético. Assim, um defeito na via de sinalização da PI3K no hipotálamo pode contribuir para a resistência periférica à insulina associada à obesidade induzida por dieta / Abstract: Overweight and obesity are characterized by an increased body fat and result from the interaction of many factors, which include genetic, metabolic, behavioral, and environmental ones. Obesity is a clinical condition highly associated with type 2 diabetes mellitus (DM2). The major reason for the link between obesity and DM2 is the induction of a subclinical inflammatory response which leads to insulin resistance. This phenomenon is characterized by the reduced ability of the pancreatic hormone insulin to promote glucose homeostasis. Skeletal muscle (SM) is considered as one of the most important tissues in glucose homeostasis, because it accounts for 80 % of whole body insulin-stimulated glucose uptake. Therefore, skeletal muscle insulin resistance is a major determinant of hyperglycemia and DM2. In addition, leptin plays a central role in glucose homeostasis acting in the brain and its action in this organ requires PI3K activity to modulate glucose homeostasis and peripheral metabolism. However, the mechanism behind this phenomenon is not clearly understood. We hypothesize that hypothalamic PI3K activity is important for the modulation of AMP-activated protein kinase (AMPK)/acetil-CoA carboxylase (ACC) pathway, PGC1?, and AKT in skeletal muscle. To address this issue, we injected leptin into the lateral ventricle of rats. ICV leptin increased the phosphorylation of hypothalamic JAK2 (80 %) and AKT (350 %) when compared to the control group. Previous ICV LY294002 (chemical inhibitior of PI3K) administration reduced hypothalamic AKT phosphorylation, induced by ICV leptin. In addition, ICV leptin improved the clearance of glucose in GTT (50%), but the previous administration of propranolol (10 mg/kg bw-IP) or ICV LY294002 (1nmol-ICV) reduced this effect. In the soleus muscle, the AKT phosphorylation, stimulated by insulin, was higher in leptin group (200 %) than the control group, but the previous administration of propranalol (IP) reduced (50 %) this effect. Like propranalol the previous administration of LY294002 (ICV) reduced (45 %) the effect of ICV leptin on AKT phosphorylation in the skeletal muscle. JAK2 phosphorylation, in skeletal muscle, was higher in leptin (ICV) group than the control group, but the previous ICV administration of LY294002 blocked this effect. Additionally, the central action of leptin increased PGC1? expression, AMPK and ACC phosphorylation in the soleus muscle. Previous ICV administration of LY294002 blocked these effects. We conclude that the activation of hypothalamic PI3K pathway is important for leptin-induced AKT phosphorylarion, as well as for an active catabolic pathway through AMPK and PGC1? in skeletal muscle. Thus, a defective leptin signaling PI3K pathway in the hypothalamus may contribute to peripheral resistance to insulin associated to diet-induced obesity / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular