Orientador: Otto Mack Junqueira / Co-orientador: Antonio Carlos de Laurentiz / Banca: Rosemeire da Silva Flardi / Banca: Edivaldo Antonio Garcia / Resumo: Um experimento foi conduzido no Setor de Avicultura da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (Unesp), Faculdade de Engenharia do Campus de Ilha Solteira, para avaliar a inclusão de Goma de Soja em dietas para frangos de corte, com o objetivo de avaliar seu valor energético e o melhor nível de inclusão. Inicialmente, foi realizado um ensaio de metabolismo na fase de 14 a 18 dias. Foram utilizadas 105 aves, distribuídas em um delineamento experimental inteiramente casualizado com três tratamentos, um sendo a ração referência e dois com níveis de inclusão de goma (10 e 15%) para determinar o valor da energia metabolizável e o coeficiente de digestibilidade das dietas. Baseado nos valores de energia metabolizável, as dietas experimentais para a fase de 1 a 42 dias de idade foram formuladas com a inclusão crescente de goma de soja (0%, 2,5%, 5%, 7,5% e 10%), as aves foram distribuídas em um delineamento inteiramente casualizado com cinco tratamentos, cinco repetições de 22 aves cada, lote misto, sendo metade de cada sexo. Os parâmetros avaliados foram o consumo de ração, ganho de peso, conversão alimentar, consumo calórico, conversão calórica, rendimento de carcaça e o melhor nível econômico de dietas. As variáveis foram avaliadas e, em caso de significância estatística, as médias foram comparadas pelo teste de Student- Newman-Keuls no nível de 5% de probabilidade. A inclusão da goma de soja não influenciou o consumo de ração e o consumo calórico (p>0,05), por sua vez, o ganho de peso sofreu alteração (p<0,05) nas fases inicial e crescimento e a conversão alimentar sofreu alterações (p<0,05) em todas as fases com exceção da fase final. O melhor nível econômico para a inclusão da goma de soja foi de 1,75% / Abstract: The experiment was conducted at the Poultry Section of the Universidade Estadual Paulista "Julio de Mesquita Filho" (UNESP), Campus School of Engineering of Ilha Solteira, to evaluate the inclusion of soybean gum in diets for broilers, with the the aim of evaluating its energy value and the best level of inclusion. Initially a metabolism trial were performed in stage 14 to 18 dayswere used 105 birds distributed in a completely randomized design with three treatments, one being the reference diet and two gum inclusion levels (10 and 15%) to determine the value of metabolizable energy and the coefficient of digestibility of diets. Based on the values of metabolizable energy experimental diets for Phase 1 to 42 days of age were formulated with increasing additions of soybean gum (0%, 2.5%, 5%, 7.5% and 10%); the birds were distributed in a completely randomized design with five treatments and four replicates of 20 birds each, mixed batch being half of each sex. We evaluated feed intake, weight gain, feed conversion, calorie intake, calorie conversion, carcass yield and higher socioeconomic diets. The variables were evaluated and in case of statistical significance, means were compared by the Student-Newman-Keuls test at 5% probability. The inclusion of soybean gum did not affect feed intake and calorie consumption (p> 0.05) in turn weight gain was altered (p <0.05) in the initial and growth phases and feed conversion suffered changes (p <0.05) at all stages except the final stage. The higher economic level for the inclusion of soybean gum was 1.75% / Mestre

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2008. / Submitted by Fernanda Weschenfelder (nandaweschenfelder@gmail.com) on 2009-09-29T18:25:17Z No. of bitstreams: 1 Tese_Viviane Cassia.pdf: 1166417 bytes, checksum: 3e62e6213c9494fb3bfe6b2703e4a35d (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-02-05T23:19:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Viviane Cassia.pdf: 1166417 bytes, checksum: 3e62e6213c9494fb3bfe6b2703e4a35d (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-05T23:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Viviane Cassia.pdf: 1166417 bytes, checksum: 3e62e6213c9494fb3bfe6b2703e4a35d (MD5) Previous issue date: 2008 / Nas últimas décadas, a prevalência de distúrbios do metabolismo, tais como obesidade, síndrome metabólica e diabete melito, tem aumentando drasticamente, se tornando uma epidemia global. Dessa forma, novas estratégias terapêuticas para a contenção do avanço dessas patologias terão grande impacto na saúde pública. Os receptores dos proliferadores peroxissomais (PPARs) têm sido utilizados como alvos farmacológicos para o tratamento das alterações fisiológicas supracitadas. PPARs são membros da superfamília de receptores nucleares, os quais são fatores de transcrição que se ligam ao DNA nas regiões regulatórias dos genes alvos. Os três isotipos de receptores dos proliferadores peroxissomais, PPAR?, PPAR?/? e PPAR?, atuam como sensores capazes de adaptar a expressão gênica para integrar os sinais lipídicos com genes envolvidos na regulação do metabolismo energético, adipogênese, sensibilidade à insulina e resposta imune. Plantas com propriedades antidiabéticas vêm sendo rotineiramente utilizadas para realização de screeening de novas substâncias moduladoras da atividade dos PPARs. No Brasil, diversas espécies vegetais são empregadas na medicina tradicional por pacientes diabéticos para reduzir os níveis de glicose sanguínea, dentre elas a Tabebuia heptaphylla (Vell) Toledo (conhecida popularmente como "ipê-roxo"). No presente estudo, nós utilizamos ensaios de gene repórter para investigar se extratos da entrecasca de Tabebuia heptaphylla são capazes de promover a ativação transcricional mediada pelos PPARs. O extrato hexânico, mas não o aquoso e etanólico, ativou significativamente a transcrição mediada pelo PPAR?, PPAR ?/? e PPAR?. Esses resultados sugerem que a entrecasca da Tabebuia heptaphylla possui compostos com alta atividade agonista sobre PPAR?, PPAR?/? e PPAR?, o que pode explicar seu uso popular como hipoglicemiante. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Over recent decades, the prevalence of metabolism disorders such as metabolic syndrome, obesity and diabetes have, increased drastically, becoming a global epidemic. Therefore, new effective therapies to avoid the advance these diseases will have a great impact in the public health. Peroxisome proliferators-activated receptors (PPARs) have used as a pharmacological target for the treatment of above physiological changes. PPARs are members of the nuclear receptor superfamily of transcription factors that bind to DNA in the regulatory regions of target genes. The three isotypes, PPARα, PPAR β/δ and PPARγ act like metabolic sensors capable of adapting gene expression to integrate lipid signals with genes involved in regulation of lipid metabolism, adipogenesis, insulin sensitivity and immune response. Plants with anti-diabetic proprieties have been routinely used to screening of news modulators for PPARs activity. In Brazil, many plants have been used in folk medicine by diabetic patients to reduce the glucose levels such as Tabebuia heptaphylla (Vell) Toledo(popular known as “ipê-roxo”). In the current study, using reporter gene assay in U937 cells, we investigated whether extracts from the bark of Tabebuia heptaphylla are capable to activate the transcription mediated by PPAR receptor. Our results showed that the hexanic extract, but not aqueous and ethanolic extracts, significantly activated the transcription mediated by PPARα, PPAR β/δ and PPARγ. These findings suggest that Tabebuia heptaphylla may have some compounds with high agonistic activity on PPARα, PPAR β/δ and PPARγ, which may explain its use traditional as hypoglycemiant.

propósito de este trabajo fue investigar el efecto de la inhalación de O2 en alta concentración, a demanda, sobre la cinética de recuperación de variables fisiológicas modificadas por el ejercicio físico hasta la fatiga en hombres jóvenes, sanos, que realizan regularmente ejercicio físico. Con este fin, 12 voluntarios fueron sometidos a un protocolo estandarizado de ejercicio incremental en cinta rodante, según el cual, inmediatamente después de la fatiga se les administró en una oportunidad el contenido de dos envases de O2 al 90% y en otra ocasión placebo (O2 al 21%), con un intervalo de dos a tres semanas. Los envases de O2 al 90% y de Placebo fueron proporcionados y rotulados con letras “A” y “B”, por INDURA S.A, de modo que ni los investigadores ni los voluntarios conocieran su contenido (doble ciego). En condiciones basales y después de transcurridos 0, 4, 14, 21 y 35 minutos desde la fatiga se midió frecuencia cardiaca y presión arterial y se tomó muestras de sangre venosa para determinar glicemia, lactatemia, hematocrito y concentración de proteínas plasmáticas totales. Este estudio fue transversal, de tipo comparativo y con un diseño cuasi-experimental, con una muestra no probabilística por conveniencia. La hipótesis plantea que la administración de O2 al 90% después de la fatiga acelera la cinética de recuperación de algunas variables fisiológicas modificadas por el ejercicio físico hasta la fatiga. Los datos obtenidos se analizaron estadísticamente a través del software SPSS v.18.0, aplicándose la prueba de “t-Student” para cada par de variables relacionadas. Se observó valores significativamente menores al administrar O2 al 90% (p < 0,05) en presión arterial sistólica (0, 4 y 21 minutos post fatiga), glicemia (21 minutos post fatiga) y en lactatemia (14 y 21 minutos post fatiga). Asimismo, el hematocrito (0, 21 y 35 minutos post fatiga) y concentración proteínas plasmáticas totales (inmediatamente post fatiga) fueron significativamente mayores cuando se administró O2 al 90%. Estos resultados aportan evidencia respecto a la aceleración de la cinética de recuperación de algunas de las variables estudiadas en esta muestra, cuando se les suministra O2 al 90% inmediatamente después de la fatiga. / The purpose of this work was to investigate the effect of high concentration oxygen inhalation over the recovery kinetic of physiological variables modified by physical activity to fatigue, in young healthy men that regularly exercise at least three times a week. With that goal, 12 volunteers followed an standardized incremental exercise protocol on a treadmill, in which they were administered at once, immediately after fatigue, the content of either two 90% oxygen or placebo (21% oxygen) containers, using an oral-nasal mask, with a two to three weeks interval. The oxygen and placebo containers were provided by INDURA S.A., labeled “A” and “B”, in order that neither the researchers nor the volunteers knew which letter corresponded to the 90% oxygen containers (double-blind). At rest and after 0, 4, 14, 21 and 35 minutes post fatigue, cardiac frequency and arterial blood pressure were measured, and blood samples were taken to determine glycemia, lactatemia, hematocrit and total plasmatic protein concentration. This was a comparative, transversal study with a quasi-experimental design. The hypothesis suggests that 90% oxygen administration after fatigue accelerates the recovery kinetic of physiological variables modified by physical activity to fatigue. The data obtained was statistically analyzed with the SPSS v.18.0 computer program, where the Student’s t-test was applied to each one of the related variables. Significantly lower values were observed when administering 90% oxygen (p < 0,05) on systolic arterial pressure (0, 4 and 21 minutes post fatigue), glycemia (21 minutes post fatigue) and lactatemia (14 and 21 minutes post fatigue). Also, hematocrit (0, 21 and 35 minutes post fatigue) and total plasmatic protein concentration (immediately post fatigue) values were significantly higher when 90% oxygen was administered. These results provide evidence with respect to the acceleration of the recovery kinetic of some physiological variables modified by physical activity on the evaluated volunteers, when supplemental oxygen is supplied post fatigue on this standardized exercise protocol.

A necessidade de estimar com precisão o gasto energético dos pacientes gravemente doentes é cada vez mais importante para que se possa planejar uma nutrição adequada. Está bem estabelecido que tanto a desnutrição quanto o excesso alimentar prejudicam a evolução favorável destes doentes, especialmente quando estão sob ventilação mecânica. O objetivo do presente estudo foi comparar o Gasto Energético Total (GET) dos pacientes ventilados mecanicamente nos modos controlado e assistido, através da calorimetria indireta, medidos pelos monitores de gases TEEM-100 e DATEX-OHMEDA, verificando a necessidade de ajuste no aporte calórico em cada modo, correlacionando-os com a equação de Harris-Benedict (H-B). Foram estudados 100 pacientes em que os gases exalados (CO2 e O2) foram medidos durante 20 minutos em cada modo ventilatório (controlado e assistido) e o gasto energético calculado pela fórmula de “Weir”, determinando o GET, em 24 horas e comparado com o GET estimado pela equação de H-B. A média do escore APACHE II foi 21,1± 8,3. A média dos valores estimados pela equação de H-B foi de 1853,87±488,67 Kcal/24 h, considerando os fatores de atividade e estresse. Os valores médios obtidos pela calorimetria indireta (CI) foram de 1712,76 ±491,95 Kcal/24 h para a modalidade controlada e de 1867,33±542,67 Kcal/24 h para a assistida. A média do GET na modalidade assistida foi de 10,71% maior do que na controlada (p<0,001). A comparação das médias do GET, obtidos por CI com a equação de H-B ajustada para fatores de atividade e estresse demonstraram que a equação superestimou em 141,10 Kcal/24 h (8,2%) (p=0,012), quando na modalidade controlada. Retirando-se os fatores de atividade, observou-se uma tendência não significativa a subestimar em 44,28 Kcal/24 h (2,6%) (p=0,399). Quando na modalidade assistida, a comparação com H-B sem o fator de atividade, a medida por CI subestima em 198,84 Kcal/24 h, (10,71%), (p=0,001), enquanto que com o fator de atividade também subestimam, mas em 13,46 Kcal/24 h (0,75%) sem significância estatística (p=0,829). As diferenças observadas com o uso ou não de vasopressor, presença ou não de infecção e sepse como causa de internação na UTI, o tipo de dieta parenteral ou enteral ou sem dieta, e as faixas etárias não tiveram significância estatística, portanto não tiveram influência no gasto energético entre os modos ventilatórios. Os homens quando ventilando no modo controlado gastaram mais energia em relação às mulheres (1838,08 vs. 1577,01; p=0,007). Concluindo-se, os dados sugerem que devemos considerar o fator de atividade de 10%, somente quando em VM assistida, uma vez que este fator de atividade determina hiperalimentação, quando no modo controlado.

O ácido quinolínico (AQ) é um metabólito do metabolismo do triptofano produzido na via das quinureninas. Demonstrou-se ser um fraco agonista de receptores NMDA, porém capaz de produzir morte em neurônios susceptíveis via ativação à sua ação excitatória. O envolvimento do AQ tem sido sugerido como um mecanismo patológico em diversas doenças neurodegenerativas, incluindo-se as doenças de Huntington, Alzheimer e no complexo de demência induzida pela síndrome da imunodeficiência adquirida. As propriedades neurotóxicas do AQ têm sido atribuídas principalmente à excitotoxicidade e ao estresse oxidativo, enquanto muito pouco se sabe sobre seus efeitos sobre o metabolismo energético cerebral. Assim, no presente estudo investigamos o efeito da administração intraestriatal de AQ (150 nmol) em ratos de 30 dias de vida sobre as atividades de enzimas fundamentais do metabolismo energético, tais como os complexos IIV da cadeia respiratória, creatina quinase e citrato sintase, além da produção de 14CO2 a partir de [1-14C]acetato 3, 6 ou 12 horas após a injeção de AQ. Observamos que a injeção de AQ inibiu significativamente a atividade dos complexos II (50%), III (46%) e II-III (35%), bem como da enzima creatina quinase (27%), mas não alterou as atividades dos complexos I e IV em estriados preparados 12 horas após a injeção de AQ. Além disso, não observamos quaisquer alterações nessas atividades enzimáticas 3 ou 6 horas após o tratamento com AQ. A produção de 14CO2 a partir de [1-14C]acetato também foi inibida significativamente (27 %) pelo AQ somente em estriados preparados 12 horas após a injeção. As atividades dos complexos da cadeia respiratória e da creatina quinase foram também medidas em homogeneizados de estriado expostos a 100 μM de AQ. Não foram observadas alterações nessas atividades na presença de AQ. Essas observações in vitro juntamente com os achados ex vivo sugerem que a ação do AQ comprometendo o metabolismo energético em estriado de ratos é provavelmente indireta. Novos experimentos foram realizados para elucidar os mecanismos envolvidos nas inibições das atividades das enzimas do metabolismo energético induzidas pelo AQ. O pré-tratamento dos ratos com MK-801, um antagonista de receptores NMDA, ou com creatina preveniu completamente os efeitos inibitórios induzidos pelo AQ. Além disso, os seqüestradores de radicais livres α-tocoferol mais ascorbato e o inibidor da óxido nítrico sintase L-NAME preveniram completamente as inibições provocadas pelo AQ nas atividades do complexo III e da creatina quinase, indicando que esses efeitos inibitórios são provavelmente devido à geração de espécies reativas. Por outro lado, o pré-tratamento com piruvato bloqueou completamente os efeitos inibitórios causados pela injeção de AQ na atividade do complexo II e parcialmente a inibição da atividade da creatina quinase indicando que esses efeitos foram provavelmente devido à formação de espécies reativas Tomadas em conjunto, esses resultados indicam fortemente que a fosforilação oxidativa e a transferência energética celular estão comprometidas por altas concentrações de AQ no estriado de ratos jovens e que os efeitos inibitórios em enzimas chave do metabolismo energético causados pela injeção de AQ são provavelmente devido à ativação de receptores NMDA. / Quinolinic acid (QA), an endogenous metabolite produced in kynurenine pathway of tryptophan metabolism, is a weak agonist at the NMDA receptor, and selectively kills susceptible neurons via activation of the NMDA receptors The neurotoxic capacity of QA in vivo has implicated it in a variety of neurodegenerative disorders, including Huntington’s disease, Alzheimer’s disease and AIDS dementia complex. Most of QA toxic properties have been attributed to excitotoxicity and oxidative stress, whereas very little is known about its effects on brain energy metabolism. Therefore, in the present study we investigated the ex vivo effect of intrastriatal administration of 150 nmol QA to 30-day-old rats on critical enzyme activities of energy metabolism, including the respiratory chain complexes I-IV, creatine kinase and citrate synthase, as well as on 14CO2 production from [1-14C]acetate at distinct periods after QA injection. We observed that QA injection significantly inhibited complexes II (50%), III (46%) and II-III (35%), as well as creatine kinase (27 %), but not complexes I and IV activities in striatum prepared 12 hours after QA treatment. In contrast, no alterations of these enzyme activities were observed 3 or 6 hours after QA treatment. 14CO2 production from [1-14C]acetate was also significantly inhibited (27 %) by QA only in rat striatum prepared 12 hours after injection. The respiratory chain complexes and creatine kinase activities were also measured in striatum homogenates exposed to 100 μM QA. No alterations of these activities were observed in the presence of QA. These in vitro observations allied to the ex vivo findings suggest that QA compromises energy metabolism in the rat striatum indirectly rather than due to a direct action of QA on the enzymes. New experiments were therefore designed to elucidate the involved mechanisms of QA-induced inhibition on the enzymatic activities of energy metabolism. Pretreatment with the NMDA receptor antagonist MK-801 and with creatine totally prevented the inhibitory effects elicited by QA. In addition, the free-radical scavengers α-tocopherol plus ascorbate and the nitric oxide synthase inhibitor L-NAME completely abolished the inhibitions provoked by QA on CK and complex III, indicating that these effects were probably due to generation of reactive species. On the other hand, pyruvate pretreatment totally blocked the inhibitory effects of QA injection on complex II activity and partially prevented QA-induced CK inhibition. Taken together, these observations strongly indicate that oxidative phosphorylation and cellular energy transfer are compromised by high concentrations of QA in the striatum of young rats and that the inhibitory effects caused by QA injection on critical steps of energy metabolism were probably mediated by NMDA stimulation.

Resumo não disponível

A tirosinemia tipo II é um erro inato do metabolismo que se caracteriza por altos níveis plasmáticos e teciduais de tirosina, cujo efeito sobre o Sistema Nervoso Central pode variar de retardo mental leve a grave, podendo estar associado com outras anomalias neurológicas. No presente estudo nosso objetivo foi investigar in vitro e in vivo os efeitos de elevadas concentrações de tirosina sobre importantes parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos de 14 dias de idade. Os resultados mostraram que 1,0-2,0 mM de tirosina inibe in vitro a atividade da creatinaquinase (CK) citosólica e mitocondrial em um padrão dependente da concentração e que esta inibição é prevenida por glutationa reduzida (GSH), sugerindo a alteração de grupos tiólicos essenciais para o funcionamento da enzima. Os resultados também indicam que somente a atividade da CK mitocondrial é inibida pela tirosina em uma maneira dependente do tempo. Além disso, uma única injeção de L-tirosina metil éster (TME) diminuiu a atividade da CK citosólica e mitocondrial em córtex cerebral de ratos. Observou-se que 2,0 mM de tirosina inibe in vitro a atividade da piruvatoquinase (PK) e que esta inibição é prevenida por GSH nos tempos de 30, 60 e 90 min de pré-incubação. Além disso, a administração TME reduziu a atividade da PK e essa redução é prevenida pelo pré-tratamento com creatina. Por outro lado, a tirosina não alterou a atividade da adenilatoquinase (AK) in vitro, mas a administração de TME aumentou a atividade da AK. Finalmente, administração de TME diminuiu a atividade da CK da fração citosólica e mitocondrial e esta diminuição é prevenida pelo pré-tratamento com creatina. Considerando os resultados em conjunto, podemos presumir que a tirosina altera grupos sulfidrilas essenciais para a atividade da CK e PK, possivelmente por estresse oxidativo. Se estes efeitos também ocorrerem nos pacientes com tirosinemia tipo II, é possível que alterações no metabolismo energético contribuem, pelo menos em parte, para a disfunção neurológica característica dessa doença metabólica. / Tyrosinemia type II is an inborn error of metabolism, where tyrosine levels are highly elevated in tissues and physiological fluids of affected patients. The central nervous system involvement can range from mild to severe mental retardation and may be associated with other neurologic abnormalities. The present study investigated the in vitro and in vivo effects of high concentrations of tyrosine on important parameters of energy metabolism in cerebral cortex homogenates from 14-day-old Wistar rats. It was observed that 1.0-2.0 mM tyrosine inhibit in vitro the enzymatic activity of mitochondrial and cytosolic creatine kinase (CK) in a concentration-dependent pattern and that this inhibition is prevented by reduced glutathione (GSH), suggesting that creatine kinase inhibition was caused by altering essential sulfhydryl groups necessary for the enzyme function. Results also indicate that mitochondrial, but not cytosolic CK activity is inhibited by tyrosine in a time-dependent way. In addition, a single injection of L-tyrosine methyl ester (TME) decreased cytosolic and mitochondrial CK activities of brain cortex from rats. It was observed that 2.0 mM tyrosine inhibit the pyruvate kinase (PK) activity in vitro and that this inhibition is prevented by GSH at 30 min, 60 and 90 min of pre-incubation. Moreover, TME administration reduced the PK activity and this reduction is prevented by pre-treatment with creatine. On the other hand, tyrosine did not alter the adenylate kinase (AK) activity in vitro, but the administration of TME increased the activity of AK. Finally, TME administration decreased the CK activity of cytosolic and mitochondrial fractions and this decrease is prevented by creatine pre-treatment. Taken together all the results, it can be presumed that tyrosine alters sulfhydryl groups essential for CK and PK functions possibly through oxidative stress. If these effects also occur in patients with tyrosinemia type II, it is possible that energy metabolism alterations contribute, at least in part, to the neurological dysfunction characteristic of this metabolic disease.

A histidinemia é um erro inato do metabolismo de aminoácidos causado pela deficiência na atividade da enzima histidase no fígado e na pele, levando ao acúmulo de histidina no plasma e nos tecidos. É uma doença de caráter autossômico recessivo usualmente considerada inofensiva aos pacientes e a seus filhos; entretanto, alguns pacientes e crianças nascidas de mães histidinêmicas apresentam leves alterações neurológicas. Considerando que a histidinemia é uma das mais frequentes doenças metabólicas, no presente estudo nós investigamos o efeito da sobrecarga de L-histidina a ratas fêmeas durante a gestação e a lactação em alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral e hipocampo da prole. As atividades da piruvatoquinase e da creatinaquinase citosólica e mitocondrial diminuíram em córtex cerebral e hipocampo dos ratos da prole aos 21 dias de idade e esse padrão permaneceu em ambas as estruturas aos 60 dias de idade. Além disso, a atividade da adenilatoquinase foi reduzida em córtex e hipocampo da prole aos 21 dias, enquanto a atividade aumentou nos dois tecidos aos 60 dias de vida. Estes resultados sugerem que a administração de L-histidina às ratas fêmeas no curso da gravidez e da amamentação prejudica a homeostasia energética em córtex cerebral e hipocampo dos ratos nascidos de mães tratadas. Considerando que a histidinemia é geralmente uma condição benigna e que pouca atenção tem sido dada à histidinemia materna, parece importante que mais estudos sejam realizados em crianças nascidas de mães histidinêmicas. / Histidinemia is an inborn error of metabolism of amino acids caused by deficiency of histidase activity in liver and skin with consequent accumulation of histidine in plasma and tissues. Histidinemia is an autosomal recessive trait usually considered harmless to patients and their offspring, but some patients and children born from histidinemic mothers have mild neurologic alterations. Considering that histidinemia is one of the most frequently identified metabolic conditions, in the present study we investigated the effect of L-histidine load to female rats during pregnancy and lactation on some parameters of energy metabolism in cerebral cortex and hippocampus of the offspring. Pyruvate kinase, cytosolic and mitochondrial creatine kinase activities decreased in cerebral cortex and in hippocampus of rats at 21 days of age and this pattern remained in the cerebral cortex and in hippocampus at 60 days of age. Moreover, adenylate kinase activity was reduced in the cerebral cortex and in hippocampus of the offspring at 21 days of age, whereas the activity was increased in the two tissues at 60 days of age. These results suggest that administration of L-histidine to female rats in the course of pregnancy and lactation impaired energy homeostasis in the cerebral cortex and hippocampus of the offspring. Considering that histidinemia is usually a benign condition and little attention has been given to maternal histidinemia, it seems important to perform more studies in the children born from histidinemic mothers.

A hiperargininemia é um erro inato do ciclo da uréia causado pela deficiência na atividade da arginase hepática, a qual catalisa a conversão de arginina (Arg) em uréia e ornitina. Esta doença é caracterizada bioquimicamente pelo acúmulo tecidual de Arg. Retardo mental e outras alterações neurológicas, cujos mecanismos são ainda desconhecidos, são sintomas comuns em pacientes hiperargininêmicos. Considerando que a disfunção neurológica característica da hiperargininemia é pouco conhecida e que o metabolismo energético está associado com a fisiopatologia de muitas doenças que afetam o sistema nervoso central, o objetivo geral do nosso estudo foi investigar o efeito da administração aguda de Arg sobre alguns parâmetros importantes de metabolismo energético, tais como a captação de glicose, liberação de lactato, produção de CO2 a partir de glicose, atividade de enzimas da cadeia respiratória (CR) e atividades da creatinaquinase (CK) e Na+,K+-ATPase em cérebro de ratos.Também verificamos o efeito da Arg sobre a hidrólise de nucleotídeos em sinaptossomas obtidos de hipocampo de ratos e em soro de ratos, bem como o efeito da administração intracerebroventricular de Arg sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo. Em adição, também investigamos a influência dos antioxidantes, a-tocoferol e ácido ascórbico e do Nv-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME), um potente inibidor da enzima óxido nítrico sintase, sobre os efeitos causados pela Arg. Os resultados do presente trabalho mostraram que a Arg reduziu o metabolismo energético cerebral, uma vez que houve redução na captação de glicose, aumento da liberação de lactato, diminuição na atividade do complexo II e da succinatodesidrogenase (SDH) da CR, redução na produção de CO2 a partir de glicose e redução nas atividades das enzimas CK e Na+,K+-ATPase, provavelmente através da geração de óxido nítrico e/ou peroxinitrito e/ou outros radicais livres, visto que antioxidantes importantes como o a-tocoferol e ácido ascórbico e o L-NAME preveniram esses efeitos. Verificamos também que a Arg induziu o estresse oxidativo, visto que a infusão intracerebroventricular de Arg acarretou em aumento da formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS) e diminuição da capacidade antioxidante total não-enzimática (TRAP), corroborando assim, com nossos resultados prévios. Em adição, também mostramos que a administração aguda de Arg alterou a hidrólise de nucleotídeos adenínicos em sinaptossomas de hipocampo de ratos, bem como em soro de ratos.Esses resultados em conjunto, poderão auxiliar no entendimento dos sintomas e distúrbios neurológicos observados em pacientes hiperargininêmicos. Além disso, se confirmados em humanos, esses resultados podem sugerir que a suplementação com antioxidantes possa ser utilizada como uma estratégia no tratamento da hiperargininemia. / Hyperargininemia is an inherited metabolic disease caused by severe deficiency of liver arginase activity, an enzyme of the urea cycle which catalyses the conversion of arginine (Arg) to urea and ornithine. This disease is biochemically characterized by tissue accumulation of Arg. Mental retardation and other neurological features, whose mechanisms are still obscure, are common symptoms in hyperargininemic patients. Considering that the neurological disfunction characteristic of hyperargininemia is not yet well established and that energy metabolism is associated with the pathophysiology of several diseases that affect the central nervous system, the geral objective of the present study was to investigate the effect of acute Arg administration on some important parameters of energy metabolism, such as glucose uptake, lactate release, CO2 production from glucose, activities of enzymes of the respiratory chain and activities of creatine kinase (CK) and Na+,K+-ATPase in rat brain.We also tested the effect of Arg on the hydrolysis of nucleotides in synaptosomes from hippocampus of rats and in serum of rats, as well as the effect of intracerebroventricular injection of Arg on some parameters of oxidative stress. In addition, we also evaluated the influence of antioxidants, namely a-tocopherol plus ascorbic acid and Nv-nitro-Larginine methyl ester (L-NAME), a potent nitric oxide sinthase inhibitor, on the effects elicited by Arg. The results of the present study showed that Arg impairs brain energy metabolism, since decreased glucose uptake, increased lactate release, diminished the activities of complex II and succinate dehydrogenase (SDH) of the respiratorychain, inhibited CO2 production from glucose and decreased the activities of the enzymes CK and Na+,K+-ATPase, probably through the generation of nitric oxide and /or its derivates peroxynitrite and/or other free radicals, since important antioxidants such as a-tocopherol plus ascorbic acid and the L-NAME prevented these effects. We also verified that Arg induced oxidative stress, since intracerebroventricular infusion of Arg increased the production of thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS) and reduced total radical-trapping parameter (TRAP). These results are in agreement with our previous findings. In addition, we also showed that acute Arg administration altered adenine nucleotide hydrolysis in synaptosomes from hippocampus of rats, as well as in serum of rats. This group´s results may be helpful in the understanding of the symptoms and brain disfunction showed by hyperargininemic patients. Besides, if these findings also occur in humans, we can suggest that the supplementation with antioxidants should be used as a strategy to the treatment of hyperargininemia.

A glicose é o principal substrato energético do encéfalo in vivo. A maior parte é oxidada gerando 38 ATPs, dióxido de carbono (CO2) e água. Existem diferenças entre regiões do Sistema Nervoso (SN) na captação de glicose in vivo e na expressão de enzimas metabólicas. Evidências demonstram que astrócitos captam este substrato, sintetizam lactato a partir dele, e liberam este último para que possa ser utilizado pelos neurônios. O lactato é o substrato preferencial do SN in vitro. O músculo esquelético pode consumir tanto glicose como corpos cetônicos e ácidos graxos; o consumo preferencial de um deles depende apenas da intensidade da atividade física. A Desidroepiandrosterona (DHEA) é um hormônio esteróide relacionado ao aumento da sensibilidade periférica à insulina e melhora da captação de glicose, atuando sobre músculo esquelético, fígado e tecido adiposo, principalmente. A DHEA é sintetizada e atua no SN, sendo chamada de neuroesteróide.Ela é capaz de regular a síntese de IGF-1 de maneira tecido-específica, além de possuir efeitos apoptóticos/ antiproliferativos ou protetores, dependendo da dose utilizada. A presença de substrato oxidável no meio de incubação inibe seus efeitos anti-proliferativos. Também atua em receptores de membrana (GABAA, NMDA), na liberação de neurotransmissores (acetilcolina, glutamato) e inibindo enzimas da cadeia respiratória. Foram determinadas as diferenças basais na captação e oxidação de glicose na presença de lactato entre as diferentes estruturas do SN (córtex cerebral, hipocampo, cerebelo, hipotálamo e bulbo olfatório), e também a influência da DHEA (10-8 ou 10-12M) sobre a captação e oxidação de glicose nestas estruturas (na presença e ausência de lactato) e sobre o músculo esquelético. A presença de lactato estimulou a captação de glicose (2-14C-DG) no hipotálamo e bulbo, inibiu no córtex e cerebelo e não exerceu efeito no hipocampo. A oxidação de 14C-glicose em córtex e hipotálamo, na presença de lactato, foi 6,6 vezes menor quando comparada à oxidação de 14C-lactato. A DHEA não exerceu efeito sobre a captação de glicose em cerebelo, hipocampo e hipotálamo. No córtexcerebral DHEA 10-8M aumentou a captação na presença de lactato e, no bulbo olfatório, a mesma dose elevou a captação de glicose, porém na ausência de lactato. No músculo, DHEA 10-8M inibiu a captação de glicose. DHEA não exerceu efeito significativo sobre a oxidação das diferentes estruturas do SN. No hipotálamo e bulbo olfatório o lactato estimulou a captação de 2-14C-DG; talvez nestas estruturas as necessidades metabólicas sejam essencialmente supridas pela glicose. O córtex cerebral e o cerebelo parecem utilizar principalmente lactato como substrato. O hipocampo foi mais sensível à utilização da glicose do que ao lactato. A DHEA não exerceu efeito sobre cerebelo, hipocampo e hipotálamo, possivelmente porque esse neuroesteróide não é metabolizado a outros esteróides de maneira efetiva ou então a esteróides que não atuam sobre a captação de glicose. No córtex cerebral a DHEA pode estimular a liberação de glutamato in vitro e, assim, estimular a captação de 2- 14C-DG principalmente por astrócitos, mesmo na presença de lactato.No bulbo olfatório, a presença de lactato pode suprir as necessidades do tecido, porém a DHEA, que inibe a glicose-6-fosfato desidrogenase (enzima expressa em grandes concentrações neste local), pode aumentar a captação de 2-14C-DG na ausência de substrato oxidativo. No músculo esquelético, a DHEA em baixas concentrações talvez iniba a captação de glicose atuando sobre proteínas da cascata de sinalização da insulina, mesmo não atuando na oxidação. / The glucose is the main energetic substrate in the brain. Most of it is oxidized generating 38 ATPs, carbon dioxide (CO2) and water. There are differences between regions Nervous System (NS) in the glucose uptake and in the expression of metabolic enzymes. Evidences show that astrocytes uptake this substrate, synthesize lactate from it, and release this substrate for neurons metabolism. The lactate is the preferential substrate of NS in vitro. The skeletal muscle may consume glucose and fatty acids, the preferential consumption depends on the intensity of physical activity. The Desidroepiandrosterona (DHEA) is a sexual hormone related to increased peripheral sensitivity to insulin and improves the glucose uptake, acting on skeletal muscle, liver and adipose tissue. The DHEA is synthesized and acts on the NS and is called neurosteroid. It is able to regulate the IGF-1 synthesis a tissuespecific way, and have apoptotic effects / anti-proliferative or protective, depending on the dose used. The presence of oxidative substrate in incubation medium, inhibits their antiproliferative effects. It also acts on membrane receptors (GABAA, NMDA), the release of neurotransmitter (acetylcholine, glutamate) and inhibiting enzymes of respiratory chain. It was investigated the differences in the basal uptake and oxidation of glucose in the presence of lactate between the different structures of NS (cerebral cortex, hippocampus, cerebellum, hypothalamus and olfactory bulb), and also the influence of DHEA (10-8 or 10-12 M) on these structures (in the presence and absence of lactate) and the skeletal muscle. The glucose is the main energetic substrate in the brain. Most of it is oxidized generating 38 ATPs, carbon dioxide (CO2) and water. There are differences between regions Nervous System (NS) in the glucose uptake and in the expression of metabolic enzymes. Evidences show that astrocytes uptake this substrate, synthesize lactate from it, and release this substrate for neurons metabolism. The lactate is the preferential substrate of NS in vitro. The skeletal muscle may consume glucose and fatty acids, the preferential consumption depends on the intensity of physical activity. The Desidroepiandrosterona (DHEA) is a sexual hormone related to increased peripheral sensitivity to insulin and improves the glucose uptake, acting on skeletal muscle, liver and adipose tissue. The DHEA is synthesized and acts on the NS and is called neurosteroid. It is able to regulate the IGF-1 synthesis a tissuespecific way, and have apoptotic effects / anti-proliferative or protective, depending on the dose used. The presence of oxidative substrate in incubation medium, inhibits their antiproliferative effects. It also acts on membrane receptors (GABAA, NMDA), the release of neurotransmitter (acetylcholine, glutamate) and inhibiting enzymes of respiratory chain. It was investigated the differences in the basal uptake and oxidation of glucose in the presence of lactate between the different structures of NS (cerebral cortex, hippocampus, cerebellum, hypothalamus and olfactory bulb), and also the influence of DHEA (10-8 or 10-12 M) on these structures (in the presence and absence of lactate) and the skeletal muscle. The presence of lactate stimulated glucose uptake (2-14C-DG) in the hypothalamus and bulb, inhibited in the cortex and cerebellum and had no effect in the hippocampus. The 14C-glucose oxidation in cortex and hypothalamus, in the presence of lactate, was 6.6 times lower when compared to the 14C-lactate oxidation. The DHEA had no effect on cerebellum, hippocampus and hypothalamus. In the cortex DHEA 10-8 M increased the uptake in the presence of lactate,and in the olfactory bulb, the same dose increased the glucose uptake, but in the absence of lactate. DHEA 10-8 M inhibited the glucose uptake in muscle. DHEA has not effect on the oxidation of the several structures of NS. In the hypothalamus and the olfactory bulb lactate stimulated uptake of 2-14C-DG; perhaps in these structures the metabolic supply are done mainly by glucose. The cortex and cerebellum seem to use mainly lactate as substrate. The hippocampus, according evidence was more sensitive to the use of glucose than lactate. The DHEA had no effect on cerebellum, hippocampus and hypothalamus, possibly because this neurosteroid is not metabolized into other steroids or the steroids that do not act on the uptake of glucose. In the cerebral cortex DHEA can stimulate the release of glutamate in vitro and thereby stimulate the uptake of 2-14C-DG by astrocytes, even in the presence of lactate. In olfactory bulb, the presence of lactate can supply the needs of the tissue, but the DHEA, which inhibits glucose-6-phosphate dehydrogenase (enzyme expressed in high concentrations on this site), soon may increase the 2-14C-DG uptake in absence of oxidative substrate. In muscle, DHEA in low concentrations may inhibit the glucose uptake acting on proteins in the signalling cascade of insulin, and not acting in oxidation.