Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, 2008. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-09-24T17:51:37Z No. of bitstreams: 1 2008_CarolinneIsabellaDiasGomes.pdf: 346210 bytes, checksum: 9d2dd76b6ac9d26db1572836a9b7b749 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2010-06-29T13:27:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_CarolinneIsabellaDiasGomes.pdf: 346210 bytes, checksum: 9d2dd76b6ac9d26db1572836a9b7b749 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-06-29T13:27:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_CarolinneIsabellaDiasGomes.pdf: 346210 bytes, checksum: 9d2dd76b6ac9d26db1572836a9b7b749 (MD5) Previous issue date: 2008 / A literatura tem mostrado que mamíferos alimentados com dietas ricas em proteína são mais resistentes ao jejum. Entretanto, ao contrário do observado o morcego vampirocomum Desmodus rotundus, apesar de possuir uma dieta muito rica em proteínas (sangue), é marcadamente susceptível ao jejum. Para esclarecer se a fragilidade frente à privação alimentar seria uma característica de D. rotundus, ou se poderia estar presentes também em outros morcegos de dieta hematófaga, este estudo utilizou o morcego Diphylla ecaudata para investigar as reservas energéticas desses animais alimentados e as respostas ao jejum. Para isso, foram determinadas as concentrações de glicose e ácidos graxos livres (AGL) plasmáticos, ácidos graxos totais da carcaça, glicogênio, lipídios e proteínas totais hepáticas e musculares em morcegos alimentados (ALM) e jejuados por 24 (J24) e 36 h (J36). Nossos resultados sugerem que D. ecaudata possui um padrão metabólico similar ao observado para D. rotundus: pequenas reservas de carboidratos e lipídios no estado alimentado e ausência de mobilização das reservas de lipídios e proteínas durante o jejum, o que resulta em grande susceptibilidade à restrição alimentar por períodos superiores a 36 h. Porém, esse padrão metabólico difere do observado para a maior parte dos animais de dietas ricas em proteínas. Além da pequena contribuição das reservas energéticas na resposta à privação alimentar, uma via metabólica normalmente associada à resposta ao jejum - a neoglicogênese - parece não estar ativa na espécie D. ecaudata, pelo menos nos animais jejuados por 36 h, hipótese reforçada, principalmente, pela grande queda da glicemia após 24 h de privação alimentar. No entanto, em animais J24, a glicemia mantém-se em níveis similares aos vistos em animais alimentados, semelhantes aos normalmente observados em mamíferos com dietas ricas em proteínas. A glicogenólise e a neoglicogênese poderiam ser os mecanismos responsáveis pela manutenção da glicemia em D. ecaudata J24, porém, como as reservas de glicogênio são pequenas e também não foi observada mobilização protéica e lipídica, é possível que animais ALM e J24 mantenham a glicose circulante em níveis normais para mamíferos (entre 70 e 100 mg/dL) também a partir da glicose da dieta, ou seja, a partir do sangue de suas presas (aves). A glicemia das aves que costumam predar seria uma das responsáveis por manter a glicemia de D. ecaudata em níveis compatíveis com a vida de mamíferos até 24 h de jejum, período de privação alimentar normalmente enfrentado por estes animais em condições naturais. Não se pode, no entanto, desconsiderar a participação do glicogênio hepático na manutenção da homeostase glicêmica no jejum de 24 h. A manutenção das altas concentrações de AGL plasmáticos no estado alimentado e J24, independente de mobilização lipídica significativa, também sugere a participação da dieta na manutenção desses metabólitos. A maior fragilidade ao jejum observada em D. ecaudata parece ser uma característica de morcegos com dieta hematófaga. Essa susceptibilidade que coloca esses animais em risco freqüente de morte e até mesmo de extinção parece ter sido compensada pelo mecanismo de compartilhamento recíproco de alimento, um comportamento, portanto, fundamental para a perpetuação da espécie. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / It has been demonstrated that mammals fed with protein-rich diets are more resistant to fasting. However, the hematophagous bat Desmodus rotundus exhibits high susceptibility when subjected to food deprivation, though its diet is rich in proteins. This study investigated whether the hematophagous bat Diphylla ecaudata also shows fragility in response to fasting. In order to answer this question, the concentrations of plasmatic glucose and free fatty acids (FFA), total fatty acids from carcass, glycogen, lipids and protein total concentrations in the liver and breast muscle in bats were determined in fed (FED) and 24-h (F24) and 36-h (F36) fasted individuals. Plasma glucose levels in FED and F24 bats were similar to other mammals, but after a 36 h without food these levels were markedly reduced. Plasma FFA levels in FED bats were higher than in other mammals and remained unaltered following a 24-h fasting. Liver glycogen content decreased significantly during fasting. The protein and lipid reserves were not modified in response to fasting. Our results suggest that glucose and plasmatic FFA of D. ecaudata could have an exogenous source, probably from the glucose content of the blood of its prey (pigeons). However, the contribution of the hepatic glycogen reserves of D. ecaudata to the maintenance of glucose homeostasis in response to a 24-h fasting can not be discarded. Despite the decrease in liver glycogen, D. ecaudata is unable to keep their plasma glucose at adequate levels for mammal survival after only 36 h of food deprivation, suggesting the inefficiency of mechanisms usually present at fasting, such as gluconeogenesis. Low energy reserves found in FED bats and/or the absence of protein and lipid mobilization in fasting seem to corroborate our hypothesis and suggest that a hematophagous diet could be associated with high susceptibility in response to food shortage.

A via das quinureninas é a principal rota de degradação do aminoácido triptofano. Os metabólitos dessa via, comumente chamados de quinureninas, estão envolvidos em vários processos fisiológicos e patológicos e, recentemente, algumas quinureninas foram relacionadas à fisiopatologia de várias doenças neurodegenerativas. Tendo em vista o pouco conhecimento a respeito do efeito das quinureninas sobre o metabolismo energético cerebral, e considerando que as concentrações de algumas quinureninas estão alteradas em várias doenças neurodegenerativas e que disfunção mitocondrial é uma importante característica dessas doenças, este trabalho teve por objetivo investigar os efeitos in vitro de alguns metabólitos da via das quinureninas, particularmente L-quinurenina, ácido quinurênico, 3-hidroxiquinurenina, ácido 3-hidroxi-antranílico, ácido antranílico e ácido quinolínico sobre alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens. Verificamos que todas as quinureninas testadas, à exceção da L-quinurenina, aumentaram a captação de glicose e inibiram a produção de CO2 a partir de glicose, acetato e citrato em córtex cerebral de ratos de 30 dias de vida. Além disso, o ácido quinurênico inibiu a atividade da enzima sucinato desidrogenase, a 3-hidroxiquinurenina inibiu a atividade dos complexos I, II e IV da cadeia respiratória, enquanto que o ácido 3-hidroxi-antranílico inibiu as atividades dos complexos I e II da cadeia respiratória e da enzima sucinato desidrogenase. Já o ácido antranílico inibiu as atividades do complexo I-III da cadeia respiratória e da enzima sucinato desidrogenase. Por outro lado, o ácido quinolínico inibiu apenas a atividade do complexo II, sem alterar as atividades dos outros complexos da cadeia transportadora de elétrons. Finalmente, observamos que nenhuma das substâncias testadas interferiu na atividade da enzima Na+,K+-ATPase. Esses resultados sugerem um bloqueio no ciclo do ácido cítrico, o qual poderia ser provocado pela inibição da cadeia respiratória ocasionada pelos metabólitos testados. Portanto nossos resultados sugerem que o metabolismo energético cerebral é inibido in vitro por algumas quinureninas. Caso esses achados se confirmem in vivo, é possível que um prejuízo no metabolismo energético possa colaborar, ao menos em parte, para o comprometimento cerebral dos pacientes afetados por doenças em que há alteração nas concentrações desses compostos.

VIANA, Soraya Maria do Nascimento Rebouças. Efeitos da L-glutamina nas respostas metabólicas e hemodinâmicas em indivíduos sedentários submetidos ao esforço físico. 2009. 68 f. Dissertação (Mestrado em Cirurgia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2009. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2014-03-13T14:07:03Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_smnrviana.pdf: 281236 bytes, checksum: 33d99e3f7b54dd13402edd6232563da9 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2014-03-13T14:07:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_smnrviana.pdf: 281236 bytes, checksum: 33d99e3f7b54dd13402edd6232563da9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-13T14:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_smnrviana.pdf: 281236 bytes, checksum: 33d99e3f7b54dd13402edd6232563da9 (MD5) Previous issue date: 2009 / The aim of this study was to evaluate the hemodynamic and metabolic responses of L-Glutamine in sedentary subjected to physical exertion. The sample consisted of 11 sedentary volunteers (05 men and 06 women between 30 - 45 years). We conducted a clinical study, crossover, randomized, double-blind. The protocol was divided into two stages. The protocols used participant (0.5 g / kg) of L-glutamine or calcium caseinate added to a milk drink Nescau Light (200ml) for seven consecutive days, with an interval of one week of completion of a protocol and early other. The volunteers were evaluated for cardiopulmonary and metabolic response during cardiopulmonary exercise testing on a treadmill. Were determined in each individual oxygen consumption (VO2 Max), respiratory quotient (RQ), the workload performed, heart rate (HR), systolic and diastolic blood pressure (SBP / DBP) in phases: pre - effort, the anaerobic threshold, maximal effort and during the recovery effort. Were also evaluated serum concentrations of glucose and lactate in four stages: fast (at least 8 hours), immediately before the effort at the end of exercise and 30 minutes after exercise. The prior offer of L-glutamine (0.5 g / kg in sedentary individuals, orally for seven days did not cause hemodynamic changes during physical exertion. On the other hand modified the metabolic response by reducing the lactacemia before the physical activity (3, 68 ± 0.8 versus 2.2 ± 0.9, p = 0.01) in the presence of maximal (12.4 ± 5.1 versus 10.3 ± 3.2, p = 0.04), and at the end of the exercise stress test (6.9 ± 3.6 versus 5.02 ± 1.77, p = 0.01). L-glutamine in nutraceutical doses is recommended for use to practitioners of physical activity and not hemodynamic features.

Made available in DSpace on 2014-07-22T13:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 João Henrique Garcia Cobas Macedo.pdf: 447896 bytes, checksum: 40c281e7821a78369cb9689ddfaa9fae (MD5) license.txt: 1914 bytes, checksum: 7d48279ffeed55da8dfe2f8e81f3b81f (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Fernandes Figueira. Departamento de Ensino. Programa de Pós-Graduação em Saúde da Criança e da Mulher. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / Introdução: Os insultos inflamatórios agudos, sepse em particular, são muito frequentes em Unidades de Terapia Intensiva Pediátrica, estando associados a importantes distúrbios metabólicos. Sabe-se pouco sobre os padrões metabólicos encontrados no paciente pediátrico grave, e sobre como os diversos graus de gravidade clínica se associam com estes padrões. Objetivos: Avaliar o estado metabólico de pacientes pediátricos em ventilação mecânica, através de calorimetria indireta. Verificar a adequação do aporte calórico oferecido em relação ao gasto energético aferido. Materiais e Métodos: Aferição do gasto energético em repouso através de calorimetria indireta. Classificação dos pacientes com relação ao estado metabólico e à adequação da oferta calórica nas primeiras 48 horas de ventilação mecânica e nas últimas 24 horas antes da suspensão da ventilação. Resultados: Foi observada uma tendência importante ao hipometabolismo, principalmente no primeiro momento de avaliação, havendo uma distribuição equilibrada do estado metabólico antes da suspensão da ventilação mecânica. Não foi observada diferença significativa entre os diversos níveis de gravidade estudados. Observou-se ainda uma tendência à superalimentação, particularmente entre lactentes. Conclusão: A predominância de hipometabolismo foi compatível com dados encontrados na literatura, correlacionando-se com aspectos fisiopatológicos específicos do paciente pediátrico grave. Este grupo de pacientes está sob risco de superalimentação, reafirmando a importância da calorimetria indireta como ferramenta de aferição das necessidades energéticas. / Introduction: Acute inflammatory injury, especially sepsis, is very commom in Pediatric Intensive Care Units, and is associated with severe metabolic disturbs. Little is known about the metabolic patterns found in critically ill children, and about associations between those patterns and the different degrees of disease severity. Objectives: Assess the metabolic state found in mechanically ventilated pediatric patients, through indirect calorimetry. Assess the adequacy of nutritional support in face of the energy expenditure. Materials and Methods: Energy expenditure measurement using indirect calorimetry. Assessment of metabolic state and caloric intake adequacy in the first 48 hours of mechanical ventilation and in the final 24 hours before suspension of ventilation. Results: There was an important tendency of hypometabolism, especially in the first assessment. This finding was sustained in all of the clinical severity levels studied. There was also a tendency of overfeeding, especially among infants. Conclusion: The predominance of hypometabolism was consistent with literature data. This trend correlates to specific pathophysiological aspects of the pediatric critically ill patient. This group of patients is under risk of overfeeding, reaffirming the role of indirect calorimetry as a tool for assessment of energetic needs.

A via das quinureninas é a principal rota de degradação do aminoácido triptofano. Os metabólitos dessa via, comumente chamados de quinureninas, estão envolvidos em vários processos fisiológicos e patológicos e, recentemente, algumas quinureninas foram relacionadas à fisiopatologia de várias doenças neurodegenerativas. Tendo em vista o pouco conhecimento a respeito do efeito das quinureninas sobre o metabolismo energético cerebral, e considerando que as concentrações de algumas quinureninas estão alteradas em várias doenças neurodegenerativas e que disfunção mitocondrial é uma importante característica dessas doenças, este trabalho teve por objetivo investigar os efeitos in vitro de alguns metabólitos da via das quinureninas, particularmente L-quinurenina, ácido quinurênico, 3-hidroxiquinurenina, ácido 3-hidroxi-antranílico, ácido antranílico e ácido quinolínico sobre alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens. Verificamos que todas as quinureninas testadas, à exceção da L-quinurenina, aumentaram a captação de glicose e inibiram a produção de CO2 a partir de glicose, acetato e citrato em córtex cerebral de ratos de 30 dias de vida. Além disso, o ácido quinurênico inibiu a atividade da enzima sucinato desidrogenase, a 3-hidroxiquinurenina inibiu a atividade dos complexos I, II e IV da cadeia respiratória, enquanto que o ácido 3-hidroxi-antranílico inibiu as atividades dos complexos I e II da cadeia respiratória e da enzima sucinato desidrogenase. Já o ácido antranílico inibiu as atividades do complexo I-III da cadeia respiratória e da enzima sucinato desidrogenase. Por outro lado, o ácido quinolínico inibiu apenas a atividade do complexo II, sem alterar as atividades dos outros complexos da cadeia transportadora de elétrons. Finalmente, observamos que nenhuma das substâncias testadas interferiu na atividade da enzima Na+,K+-ATPase. Esses resultados sugerem um bloqueio no ciclo do ácido cítrico, o qual poderia ser provocado pela inibição da cadeia respiratória ocasionada pelos metabólitos testados. Portanto nossos resultados sugerem que o metabolismo energético cerebral é inibido in vitro por algumas quinureninas. Caso esses achados se confirmem in vivo, é possível que um prejuízo no metabolismo energético possa colaborar, ao menos em parte, para o comprometimento cerebral dos pacientes afetados por doenças em que há alteração nas concentrações desses compostos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-18Bitstream added on 2014-06-13T20:00:13Z : No. of bitstreams: 1 otani_l_dr_rcla.pdf: 342288 bytes, checksum: 617b9a7fa593d0e15872392da6ee55a7 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Apesar das inúmeras vantagens da endotermia, os animais endotérmicos necessitam do constante aporte de energia. As variações na qualidade da dieta são tidas como um dos principais agentes seletivos envolvidos na evolução de padrões comportamentais, morfológicos e fisiológicos de endotérmicos. O presente trabalho procurou analisar os mecanismos ingestórios e digestórios utilizados por Artibeus lituratus quando deparado com a queda na qualidade da dieta, e seus efeitos sobre o metabolismo basal (TMB) e a capacidade termogênica (CT). Após 7, 30 e 90 dias de aclimatação a dietas artificiais com diferentes teores de fibras, foram quantificadas a eficiência digestória, a TMB, a CT, a condição corpórea e massa dos órgãos viscerais. A. lituratus sob dieta de baixa qualidade apresentaram maiores digestibilidade de matéria seca e energia, com um maior aporte de energia metabolizável ingerida. No entanto, nenhuma alteração foi observada nos órgãos viscerais, com exceção dos rins. A hipertrofia desse órgão pode ter sido conseqüência da maior ingestão de proteínas. A ausência de flexibilidade fenotípica na massa dos órgãos pode ser devida a uma combinação de fatores, incluindo o uso de ajustes comportamentais (produção de ejetas) e/ou a utilização de reservas energéticas. A TMB e a CT apresentaram-se maiores para os morcegos sob dieta de baixa qualidade. Como não houve alteração na massa dos órgãos em função da qualidade da dieta, e tampouco correlação entre massa dos órgãos e TMB, os mecanismos responsáveis pelo maior gasto energético basal de morcegos expostos à dieta de baixa qualidade são incertos, mas podem estar relacionados a uma maior atividade enzimática dos órgãos viscerais. A maior CT de morcegos expostos à dieta de baixa qualidade não pode ser explicada pelo modelo clássico da capacidade aeróbica. A CT foi influenciada... / Although endothermy has innumerous advantages, endothermic animals need constant energy ingestion. Variations on diet composition are among the most important selective determinant factors of behavior, morphologic and physiologic aspects of evolution of endothermic animals. In spite of the numerous advantages of endothermy, such animals require constant energy income. This study aims to analyze ingestion and digestion mechanisms employed by Artibeus lituratus when facing a decrease in food quality, and the influence of this on its basal metabolism (BMR) and thermogenic capacity (TC). Past 7, 30 and 90 days of acclimation to diets containing different fiber concentrations, we quantified the digestive efficiency, BMR and TC of the bats, and also recorded their body condition and visceral organs masses. The species presented higher dry matter and energy digestibility, and also high metabolizable energy intake under low quality diet condition, but there were no observed morphological alterations on their internal organs, with the exception of their kidneys, which were unusually increased. This could have been due to higher protein ingestion. The lack of phenotypic variation in the visceral mass could have been caused by a myriad of factors, including behavioral adjustments (i.e. ejecta production), or utilization of energetic reserves. There was an increase of the BMR and TC of bats under low quality food conditions. As there were no alterations on the internal organs mass neither any detected correlation between this mass and the BMR of the bats, perhaps the greater energy expenses responsible mechanisms could be involved with a greater enzymatic activity of the internal organs. The observed greater TC of the bats fed on low quality food is not explainable through the classical aerobic capacity model. TC was influenced by fat mass, independently of diet quality and acclimation time. However... (Complete abstract click electronic access below)

A via das quinureninas é a principal rota de degradação do aminoácido triptofano. Os metabólitos dessa via, comumente chamados de quinureninas, estão envolvidos em vários processos fisiológicos e patológicos e, recentemente, algumas quinureninas foram relacionadas à fisiopatologia de várias doenças neurodegenerativas. Tendo em vista o pouco conhecimento a respeito do efeito das quinureninas sobre o metabolismo energético cerebral, e considerando que as concentrações de algumas quinureninas estão alteradas em várias doenças neurodegenerativas e que disfunção mitocondrial é uma importante característica dessas doenças, este trabalho teve por objetivo investigar os efeitos in vitro de alguns metabólitos da via das quinureninas, particularmente L-quinurenina, ácido quinurênico, 3-hidroxiquinurenina, ácido 3-hidroxi-antranílico, ácido antranílico e ácido quinolínico sobre alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens. Verificamos que todas as quinureninas testadas, à exceção da L-quinurenina, aumentaram a captação de glicose e inibiram a produção de CO2 a partir de glicose, acetato e citrato em córtex cerebral de ratos de 30 dias de vida. Além disso, o ácido quinurênico inibiu a atividade da enzima sucinato desidrogenase, a 3-hidroxiquinurenina inibiu a atividade dos complexos I, II e IV da cadeia respiratória, enquanto que o ácido 3-hidroxi-antranílico inibiu as atividades dos complexos I e II da cadeia respiratória e da enzima sucinato desidrogenase. Já o ácido antranílico inibiu as atividades do complexo I-III da cadeia respiratória e da enzima sucinato desidrogenase. Por outro lado, o ácido quinolínico inibiu apenas a atividade do complexo II, sem alterar as atividades dos outros complexos da cadeia transportadora de elétrons. Finalmente, observamos que nenhuma das substâncias testadas interferiu na atividade da enzima Na+,K+-ATPase. Esses resultados sugerem um bloqueio no ciclo do ácido cítrico, o qual poderia ser provocado pela inibição da cadeia respiratória ocasionada pelos metabólitos testados. Portanto nossos resultados sugerem que o metabolismo energético cerebral é inibido in vitro por algumas quinureninas. Caso esses achados se confirmem in vivo, é possível que um prejuízo no metabolismo energético possa colaborar, ao menos em parte, para o comprometimento cerebral dos pacientes afetados por doenças em que há alteração nas concentrações desses compostos.

Orientador: Antonio Orsi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_Karina_D.pdf: 5008621 bytes, checksum: 052a8d69de71694b3bfdb0e3ffdcc5b0 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Em aves, a reprodução é um processo cíclico definido, onde a cada ano os órgãos reprodutores crescem e regridem sob a influência de fatores ambientais. Durante o processo de maturação das gônadas e reprodução, o organismo do animal mobiliza energia intensamente. O processo reprodutivo é bem elaborado, incluindo operações especializadas como produção, maturação e liberação de gametas, bem como a síntese de hormônios esteróides sexuais e comportamento sexual. O objetivo do estudo foi conhecer a morfologia testicular do pato doméstico (Anas platyhrynchos) e estabelecer seu ciclo reprodutivo anual, relacionando-o ao nível do hormônio testosterona e a alguns parâmetros do metabolismo energético interligados ao processo reprodutivo. Para isto foram utilizados 36 animais, sendo coletados testículos de 3 animais por mês, visando a descrição morfológica e o estabelecimento do ciclo reprodutivo anual da espécie por meio de microscopia de luz e análise morfométrica. Os espermatozóides foram analisados através de microscopia eletrônica de transmissão e de varredura. Os níveis de testosterona plasmática total foram dosados mensalmente por meio do ¿Kit Cout-A-Count (DPC)¿ e os níveis de glicose sangüínea pelo método colorimétrico. Também foram dosados o glicogênio hepático e muscular pelo método Glicogênio Trinder e lipídeos totais hepático e muscular pelo método de extração com solvente orgânico. O ciclo reprodutivo anual do pato doméstico é caracterizado por quatro fases distintas, se iniciando com a fase reprodutiva no começo do inverno (Julho) e com pico da reprodução na primavera (Outubro), apresentando maiores peso e volume testiculares, e maiores diâmetro dos túbulos seminíferos e altura do epitélio seminífero. A fase regressiva ocorre no final da primavera (Novembro) e início do verão (Dezembro). A fase de quiescência ou repouso testicular é observada durante o verão (Janeiro, Fevereiro), sendo sucedida pela fase de recrudescência que ocorre no outono (Março a Junho), correspondendo à fase mais longa do ciclo. O processo completo da espermatogênese em termos de maturação dos spermatozóides e a espermiação foram notados durante a fase reprodutiva, coincidindo com o pico de testosterona plasmática. Os espermatozóides são caracterizados pela presença de cabeça, curta peça intermediária e uma longa peça principal. No conjunto os espermatozóides são longos, filiformes e cilíndricos. O espermatozóide do pato doméstico é similar ao de outras aves nãopasseriformes correspondendo a um tipo básico de espermatozóide. Concernente ao metabolismo energético somente a glicose sangüínea estava correlacionada ao ciclo reprodutivo anual da espécie, fornecendo energia para o processo reprodutivo / Abstract: In birds, reproduction is a defined cyclic process; in which each year the reproductive organs grow and regress under the influence of environmental factors. During the process of gonadal maturation and reproduction, the organism of the animal intensively mobilizes energy. The reproductive process is well elaborated, including specialized operations such as the production, maturation and release of gametes, as well as the synthesis of sex steroid hormones and sexual behavior. The aim of the present study was to determine the morphology of the testes of the domestic duck (Anas platyrhynchos) and to establish its annual reproductive cycle, correlating it with testosterone levels and some parameters of energy metabolism associated with the reproductive process. Using a total of 36 ducks, testes were collected from 3 animals per month, and the morphology and annual reproductive cycle of the species were determined by light microscopy and morphometric analysis. Spermatozoa were analyzed by transmission and scanning electron microscopy. Total plasma testosterone levels were measured monthly using the Cout-A-Count (DPC) kit and blood glucose levels were determined by a colorimetric method. Hepatic and muscle glycogen was measured by the Trinder glycogen method and total hepatic and muscle lipids using extraction with organic solvents. The annual spermatogenic cycle of the domestic duck is characterized by four distinct phases, starting with the reproductive phase at the beginning of winter (July) and peak reproduction in spring (October), with higher testicular weight and volume, a larger seminiferous tubular diameter and greater seminiferous epithelium height being observed during these periods. The regressive phase occurs at the end of spring (November) and the beginning of summer (December). The phase of quiescence or testicular resting is observed during summer (January, February), followed by the phase of recrudescence that occurs in autumn (March to June), corresponding to the longest phase of the cycle. The complete process of spermatogenesis in terms of spermatozoon maturation and spermiation is noted during the reproductive phase, coinciding with peak plasma testosterone levels. The spermatozoa are long, filiform and cylindric and are characterized by the presence of a head, short middle piece and long principal piece. The spermatozoon of the domestic duck resembles that of other nonpasseriform birds, corresponding to the basic type of spermatozoon. Considering energy metabolism, only blood glucose was correlated with the annual reproductive cycle of the domestic duck, providing energy for the reproductive process / Doutorado / Anatomia / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Doctor en Bioquímica / Las mitocondrias corresponden a una red organelar altamente dinámica e interconectada, mantenida por eventos frecuentes de fisión y fusión. A través de estos procesos, las mitocondrias adoptan diferentes formas en respuesta a señales internas y externas, así como también presentan diferencias de distribución y forma en los diferentes tejidos de los seres pluricelulares. En las células mamíferas, las principales reguladoras del proceso de fusión mitocondrial, corresponden a la GTPasa Mitofusina (Mfn) y la proteína de la atrofia óptica-1 (Opa-1). Aunque la disrupción de la expresión de cualquiera de ellas, disminuye la función mitocondrial, aún no está claro si la regulación fisiológica del metabolismo involucra directamente cambios en la dinámica de este organelo. Los cardiomiocitos corresponden a la unidad funcional básica del corazón, los cuales para funcionar adecuadamente necesitan del aporte continuo y elevado de sustratos metabólicos en la forma de ácidos grasos libres (AGL), glucosa y oxígeno. En el corazón, la insulina regula el ingreso de glucosa al compartimento intracelular, la velocidad de la glicólisis, la síntesis del glicógeno, así como el crecimiento, contractibilidad y sobrevida de los cardiomiocitos. Sus acciones metabólicas son mediadas por la activación del receptor de insulina (RI) y una serie de otras proteínas de señalización río abajo, entre las que se incluyen a la familia de las proteínas sustrato del receptor de insulina (IRS-1 e IRS-2), la proteína fosfatidilinositol 3-kinasa (PI3-K) y la proteína serina/treonina kinasa Akt. Dado el papel crítico de insulina en el control metabólico y energético del corazón, el principal objetivo de este trabajo consistió en investigar si insulina modifica el metabolismo mitocondrial a través de la regulación de la dinámica. Trabajos recientes han mostrado alteraciones de la maquinaria proteica reguladora de estos procesos en pacientes obesos e insulino-resistentes, haciendo relevante el estudio de la señalización de insulina y su implicancia en la regulación de la morfología mitocondrial. Para probar esta hipótesis, cultivos primarios de cardiomiocitos de rata neonata se trataron con insulina 10 nM por 0 – 24 h y se incubaron con la sonda Mitotracker Green en los últimos 30 min de exposición a la hormona. Posteriormente, las células se visualizaron en un microcopio confocal, la red mitocondrial se reconstruyó tridimensionalmente a partir de las imágenes obtenidas, determinándose el número y volumen promedio de las mitoncondrias. Los resultados muestran que insulina indujo fusión de la red mitocondrial a las 3 h de tratamiento, lo cual se evidenció por un aumento del volumen mitocondrial promedio (+156%; p<0,001) y una disminución del número de mitocondrias por célula (-60%; p<0,001). Al mismo tiempo, estos cambios, se asociaron a un aumento en los niveles de la proteína Opa-1 (+3,7±1,5; p<0,05) y su colocalización efectiva con Mfn2. Por medio de microscopía electrónica también se observó la aparición de mitocondrias de gran tamaño en el mismo tiempo descrito anteriormente. Sin embargo, bajo estas mismas condiciones experimentales, tanto los niveles de Mfn2 y de la proteína constitutiva mitocondrial mtHsp70 no se modificaron en relación a los controles. Con respecto a la regulación del metabolismo energético, insulina aumentó el potencial de la membrana mitocondrial (+21%; p<0,05), los niveles intracelulares de ATP (+28%; p<0,001) y la respiración celular (+19%; p<0,01). Paralelamente, la transducción de los cardiomiocitos con un adenovirus que codifica para un antisentido contra Mfn2 o un micro RNA dirigido a Opa-1 previno todos los incrementos metabólicos y morfológicos inducidos por insulina antes descritos. Para confirmar si estos resultados también ocurrían en un modelo in vivo, ratones silvestres C57BL6 se sometieron a un clamp euglicémico - hiperinsulinémico por 2 h, extrayéndose los corazones al término del experimento. Insulina aumentó los niveles totales de Opa-1 en el tejido cardiaco (1,8 veces; p<0,001) respecto a los controles así como la respiración (+38; p<0,05) y síntesis de ATP (+50%; p<0,05) en fibras cardiacas aisladas. Finalmente, el tratamiento previo de cardiomiocitos con inhibidores generales de la vía transduccional RI/PI3-K/Akt y del inhibidor específico del complejo mTORc1, rapamicina, previno la fusión mitocondrial inducida por insulina, Este último inhibidor también previno los incrementos en el metabolismo energético y en los niveles de Opa-1, sugiriendo un papel clave del complejo mTORc1 en la señalización río abajo activada insulina, en el control de la dinámica mitocondrial. En conclusión, estos antecedentes colectivamente indican que insulina regula el metabolismo energético en el cardiomiocito a través de un mecanismo dependiente de la fusión mitocondrial y de la vía transduccional Akt/mTORc1. / Mitochondria exist as a dynamic network of interconnected organelles that undergo frequent fission and fusion events. Through these processes mitochondria may adopt different shapes in response to internal and external signals and also display particular morphologies and distributions in the many different cell types of higher eukaryotes. In mammalian cells, the main regulators of mitochondrial fusion are the dynamin-related GTPase mitofusin (Mfn) and optic atrophy protein 1 (Opa- 1). Although a disruption in the expression of these proteins impairs mitochondrial function, it is not clear if the physiological regulation of mitochondrial metabolism directly involves changes in mitochondrial dynamics. Cardiomyocytes are the basic functional unit of the heart and in order to function properly, they require a constantly high supply of metabolic substrates in the form of free fatty acids (FFA), glucose and oxygen. In the heart, insulin regulates glucose transport inside the cell, glycolysis rate, glycogen synthesis, growth, cardiomyocyte contractility and survival. The metabolic actions of insulin are mediated through the activation of the insulin receptor (IR) and a series of downstream associated proteins, including the insulin receptor substrate family proteins (IRS-1 and IRS-2), the phosphoinositide 3-kinase (PI3-K) and the serine/threonine kinase Akt. Given the critical role of insulin in the metabolic and energetic control of heart, the goal of this study was to determine if insulin regulates mitochondrial metabolism affecting mitochondrial dynamics. Previous work from other groups had shown that obese and insulin-resistant patients have alterations in the protein machinery of mitochondrial dynamics, further implying insulin signaling in the control of mitochondrial morphology. To prove our hypothesis, cultured rat neonatal ventricular cardiomyocytes were treated with 10 nM of insulin for 0 - 24 h and three-dimensional images of cells were obtained using the mitochondrial dye Mitotracker Green and confocal microscopy. Three hours of insulin treatment promoted mitochondrial fusion as evidenced by an increase in the mean mitochondrial volume (+156%; p<0.001) and a reduction in the mitochondrial number (-60%; p<0.001). These changes were associated with both an increase in the levels of Opa-1 protein (+3.7±1.5; p<0.05) and in its effective colocalization with the protein Mfn2. By means of electronic microscopy we also observed the apparition of giant mitochondria at 3 hours of treatment. However, at these same conditions, we did not find any change in the total levels of Mfn2 or in the constitutive mitochondrial protein, mtHsp70, ruling out mitochondrial biogenesis or degradative processes. Regarding the control of metabolism, the treatment with insulin increased mitochondrial membrane potential (+21%; p<0.05), intracellular levels of ATP (+28%; p<0.001) and oxygen consumption rate (+19%; p<0.01). Transduction of cardiomyocytes with an adenovirus harboring an antisense Mfn2 oligonucleotide or a micro RNA against Opa-1 prevented all the insulin-induced changes in mitochondrial morphology and function. To confirm that these changes also occur in an in vivo model, C57BL6 mice were subjected to hyperinsulinemic-euglycemic clamps for 2 h, at the end of which, hearts were harvested. Relative to controls, insulin increased the total levels of Opa-1 protein by 1.8±0.1- fold; (p<0.001), the ADP-stimulated respiration rate (+38; p<0.05) and ATP synthesis (+50%; p<0.05) evaluated in saponin-permeabilized fibers. Finally, the pre-treatment of cardiomyocytes with general inhibitors of the insulin transduction pathway RI/PI3- K/Akt avoided the insulin induced fusion, while rapamycin, a specific inhibitor of the mTORc1 protein, inhibited fusion and also also prevented the metabolic boost and the Opa-1 protein increase observed after insulin treatment, suggesting an active role for mTORc1, downstream the canonical insulin route in the control of mitochondrial dynamics. These data indicate for first time that insulin acutely regulates mitochondrial metabolism through a mechanism that is dependent upon increased mitochondrial fusion. / FONDAP; FONDECYT; MECESUP

A isquemia cerebral (IC) ainda é uma das principais causas de mortalidade e deficiência adquirida em humanos. A maioria dos sobreviventes necessita de assistência médica contínua, o que significa que é preciso investigar as vias que levam à reparação e à recuperação da função cerebral atingida. O conhecimento de mecanismos que atuam na fase de recuperação oferece uma maior janela temporal para atuação farmacológica. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o envolvimento das alterações do metabolismo energético, do sistema glutamatérgico e de parâmetros astrocitários após indução de isquemia focal permanente (FPI) in vivo. Ratos Wistar machos adultos (90 dias) foram divididos em dois grupos: Sham e Isquemia. A isquemia foi induzida por termocoagulação, enquanto os animais Sham foram submetidos apenas à craniotomia. Análises ex vivo foram realizadas em ambos os hemisférios cerebrais, separadamente. Após 2 dias, a isquemia aumentou a captação e a oxidação de glicose, glutamato e lactato no hemisfério ipsilateral à lesão. Tanto a captação de glutamato quanto a oxidação de lactato se mostraram aumentadas também no hemisfério contralateral no mesmo período, indicando que o lactato derivado do glutamato possa ser responsável por manter o metabolismo cerebral logo após FPI. A Análise da captação de [18F]FDG em microPET mostrou que, in vivo, a captação de glicose ipsilateral está prejudicada, sugerindo que a insuficiência de fluxo sanguíneo na região está por trás dessa alteração. A análise por Real Time PCRq mostrou que a expressão de mRNA dos transportadores GLAST e GLT-1 estava diminuída no hemisfério isquêmico. A expressão de GLT-1 também estava diminuída no hemisfério contralateral nos dois tempos analisados, indicando uma regulação diferente para esse transportador. O imunoconteúdo de GLAST mostrou diminuição contralateral, contribuindo para a hipótese de que a GFAP pode ser importante para reter esse transportador na membrana plasmática. Após 2 dias, foi observado um aumento de MCT4 contralateral, enquanto que o MCT2 encontrava-se diminuído. Os níveis proteicos de MCT4 continuaram elevados após 9 dias no hemisfério contralateral, com aumento também no ipsilateral, sugerindo que esse transportador tem um papel mais ativo a curto e a médio prazos após IC. A análise de parâmetros astrocitários por imunohistoquímica demonstrou reatividade na área de peri-infarto e um maior conteúdo de GFAP. O aumento do número de processos centrais primários é o maior responsável pela forma mais radial da astroglia reativa. Em conjunto, nossos resultados sugerem que o metabolismo energético possa estar regulado de forma a conter a expansão do insulto isquêmico e, assim, auxiliar a recuperação metabólica após indução de lesão isquêmica. Além disso, destacamos o envolvimento do lactato como um substrato energético essencial para recuperação do dano isquêmico e, também, para iniciar os mecanismos de compensação no hemisfério contralateral. / Cerebral ischemia (IC) is still a leading cause of death and acquired deficiency in humans. Most survivors need further medical care, which makes essential the investigation of mechanisms that lead to brain repair and recovery. Considering that knowledge of the mechanisms behind brain repair and recovery offers a greater time window for pharmacological manipulation of potential therapeutic targets, the aim of this work was to investigate the involvement of changes in the energy metabolism, glutamatergic system and astrocytic parameters in an animal model of focal permanent ischemia (FPI). Adult male Wistar rats (90 days) were divided in 2 groups: Sham and Ischemia. FPI was induced surgically by themocoagulation, while sham animals were only submitted to craniotomy. Ex vivo analyses were performed in both brain hemispheres separately. At 2 days post-FPI, brain ischemia significantly increased ipsilateral uptake and oxidation of glucose, glutamate and lactate. Interestingly, glutamate uptake and lactate oxidation were also contralateraly augmented, indicating that glutamate-derived lactate may be responsible for maintaining brain metabolism after focal ischemia. MicroPET evaluation showed that in vivo [18F]FDG uptake is impaired, indicating that blockage of cerebral blood flow may be the reason for diminished uptake when compared to the ex vivo analyses. RT-PCRq analysis showed that mRNA expression of glutamate transporters GLAST and GLT-1 was reduced in the ischemic hemisphere. The expression of GLT-1 was also reduced in the contralateral hemisphere in both time points analyzed, indicating a different regulation for this transporter. GLAST immunocontent by western blot showed a contralateral decrease 9 days after FPI, contributing to the possibility that GFAP can be important to retain this transporter in the plasma membrane. We also observed an increase in MCT4 protein levels in the contralateral hemisphere, while MCT2 was decreased, 2 days following FPI. MCT4 levels were still elevated at 9 days, also showing ipsilateral increase, suggesting that this transporter has a more active role in both short and medium term after IC. The analysis on astrocytic parameters presented greater reactivity in the peri-infarct area and a higher content of GFAP in the areas analyzed. Morphological changes, especially due to increased number of primary central processes, are responsible for most radially reactive astroglia. Together, our results suggest that energy metabolism may be regulated to contain the expansion of the ischemic insult and thus help the metabolic recovery after ischemic injury. In addition, we point out the involvement of lactate as an essential energy substrate for the recovery of ischemic damage, and also to start the compensation mechanisms in the contralateral hemisphere.