Tese de doutorado, apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Doutor em Ciências da Saúde. / A obesidade per se induz marcantes alterações metabólicas e moleculares que são maléficas ao organismo e podem resultar em graves problemas de saúde, acarretando alta prevalência de morbidade e mortalidade, causando elevados custos financeiros ao sistema de saúde pública. Além do estilo de vida sedentário, é crescente o número de indivíduos obesos e fumantes no Brasil e no mundo. O estresse oxidativo induzido pela fumaça de cigarro é uma situação vivenciada pelo ser humano e ainda é potencializado em indivíduos obesos. Por outro lado, a fumaça de cigarro parece modular importantes enzimas da cascata lipolítica. Hábitos alimentares inadequados e o uso do tabaco aumentam a produção de espécies reativas, mas não está claro como esses processos podem modular o controle do peso, em especial a massa gorda. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar as alterações metabólicas, moleculares e de adiposidade induzidos pela exposição à fumaça de cigarro. Os experimentos foram divididos em quatro etapas. Na primeira etapa, camundongos Swiss magros foram expostos à 4 cigarros comerciais com filtro (alcatrão 10mg; nicotina 0,8mg; monóxido de carbono 10mg) por sessão, 3 sessões/dia, todos os dias da semana por 7D, 15D, 30D, 45D e 60D dias (n=10) e grupo controle - CNT (sem exposição). A partir dos resultados da etapa 1, optou-se pelo uso do grupo 45 dias nas etapas seguintes. Assim, numa segunda etapa, os grupos de camundongos foram dividios em 4 grupos: CNT- controle não exposto; CNT+NAC - controle não exposto suplementado com NAC; 45FC - exposto à fumaça de cigarro por 45 dias; 45NAC - exposto à fumaça de cigarro suplementado com NAC por 45 dias. A dose de NAC foi de 60mg/kg/dia. A terceira etapa consistiu da cessação à fumaça de cigarro. Os camundongos foram divididos em 6 grupos: CNT - controle não exposto; FC45 - exposto à fumaça de cigarro por 45 dias e na cessação por 7D, 15D, 30D e 45 dias . Na quarta etapa, camundongos Swiss obesos foram expostos à fumaça de cigarro, suplementados com NAC e submetidos a cessação, distribuídos nos seguintes grupos: DP – alimentados com dieta padrão por 45 dias; DH – alimentados com dieta hiperlipídica por 45 dias; FC – alimentados com dieta hiperlipídica e expostos à fumaça de cigarro por 45 dias; NAC - alimentados com dieta hiperlipídica, expostos à fumaça de cigarro e suplementados com NAC por 45 dias; CESS - alimentados com dieta hiperlipídica, expostos à fumaça de cigarro por 45 dias e em cessação à fumaça de cigarro por 45 dias. Durante os períodos de exposição, foram aferidos a ingestão alimentar e peso corporal. Decorridos os tempos de exposição, para cada etapa, os animais sofreram eutanásia, o tecido adiposo (periepididimal, mesentérico, peri renal e retro peritoneal) foi removido e pesado para se obter o índice de adiposidade, área adipocitária, conteúdo das espécies reativas por DCFH, bem como o conteúdo das proteínas pPKA, CGI-58, pHSLSer660. Em animais magros a fumaça de cigarro reduziu a ingestão alimentar e o peso corporal, não alterou o índice de adiposidade e área adipocitária, porém elevou os níveis das espécies reativas; os níveis proteicos das moléculas analisadas por western blot também foram aumentados. A suplementação com NAC em camundongos magros expostos à fumaça acarretou redução na ingestão alimentar, no peso corporal, sem alterar o índice de adiposidade e a área adipocitária; reduziu os níveis das espécies reativas e a atividade das lipases. A cessação à fumaça de cigarro em animais magros causou aumento da ingestão alimentar, do peso corporal, do índice de adiposidade, da área adipocitária, redução no conteúdo das espécies reativas e redução da ação da lipase. Em camundongos obesos, a exposição à fumaça de cigarro e a suplementação com NAC induziu redução na ingestão alimentar e redução no peso corporal. O índice de adiposidade aumentou na cessação; a área adipocitária não foi alterada; o conteúdo das espécies reativas reduziu na suplementação com NAC. Ocorreu aumento na atividade das moléculas envolvidas na lipólise nos camundongos obesos expostos à fumaça de cigarro e reversão quando suplementados com NAC e na cessação. Os resultados tomados em conjunto sugerem que em camundongos magros e obesos a fumaça de cigarro altera adiposidade, que parece ser modulada, pelo menos em parte, pelas espécies reativas, uma vez que a suplementação com NAC reverte os achados. Dessa forma, os dados sugerem que a fumaça de cigarro tem ação metabólica periférica. Acredita-se que os resultados do presente estudo poderão servir como base para apontar novos alvos terapêuticos que poderão ser extrapolados para a saúde pública, principalmente sobre o controle da massa adiposa/obesidade.

Orientador: Patrícia Monteiro Seraphim / Banca: Rosa Maria Barilli Nogueira / Banca: Fábio Santos de Lira / Resumo: A literatura aponta que no diabetes mellitus, a expressão gênica de proteínas envolvidas no UPS (ubiquitine-proteasome system) encontra-se acima dos níveis basais, ocasionando degradação de proteínas miofibrilares. Sabe-se que a enzima de conjugação E214kDa e ubiquitina ligase E3 - MuRF1 (Muscle Ring Finger-1) podem ser consideradas como biomarcadores de tal via. Os modelos de animais diabéticos apresentam maior expressão de NFkB (fator nuclear kappa B), o qual tem papel importante na regulação da transcrição do gene do GLUT4. O exercício físico configura-se como método terapêutico no tratamento do diabetes mellitus. A contração muscular melhora a captação de glicose na musculatura esquelética, translocando o GLUT4 via proteína cinase ativada por 5'-AMP (AMPK). Objetivo: Avaliar o efeito de seis semanas de treinamento de salto sobre conteúdo proteico de GLUT4, e expressão gênica (mRNA) dos genes Slc2a4 (proteína GLUT4), UBb (Ubiquitina), E214kDa, Trim63 (proteína MuRF1), NFkB p105 e Prkaa2 (proteína AMPKα2) no músculo gastrocnêmio de ratos diabéticos... / Abstract: The literature suggests that in diabetes mellitus, the gene expression of proteins involved in UPS (ubiquitine - proteasome system) lies above baseline levels, causing degradation of myofibrillar proteins. It is known that E214kDa conjugating enzyme and ubiquitin ligase E3 - MuRF1 (Muscle Ring Finger -1) may be regarded as biomarkers of this pathway. The models of diabetic animals shows increased expression of NFkB (Nuclear Factor kappa B), which plays an important role in the regulation of GLUT4 gene transcription. Exercise appears as a therapeutic method in the treatment of diabetes mellitus. Muscle contraction improves glucose uptake in skeletal muscle GLUT4 translocating protein kinase pathway activated by 5' - AMP (AMPK). Objective: To evaluate the effect of six weeks of jumping on GLUT4 protein content of training, and gene expression (mRNA) of Slc2a4 (GLUT4 protein), UBB (Ubiquitin), E214kDa, Trim63 (MuRF1 protein) , NFkB p105 gene and Prkaa2 (AMPKα2) protein in the gastrocnemius muscle of diabetic rats... / Mestre

Orientador: Valdir Augusto Neves / Banca: Cleslei Fernando Zanelli / Banca: Eduardo Maffuud Cilli / Banca: Carmen Guilherme Christiano de Matos Vinagre / Banca: Afonso Jordão Junior / Resumo: Estudos em animais e humanos têm demonstrado que as proteínas de leguminosas exercem um efeito redutor do colesterol e triacilglicerídeos. Neste cenário, a ação da proteína β-conglicinina de soja tem sido notadamente confirmada. Recentemente, proteínas de outras espécies também têm recebido atenção, em parte pela homologia à da soja. No presente estudo foram avaliados os efeitos da administração das proteínas do tipo vicilina (7S) isoladas da soja (Glycine max (L.) Merrill), feijões caupí (Vigna unguiculata (L.) Walp) e adzuki (Vigna angularis Willd), em ratos dislipidêmicos induzidos pela dieta. A mais relevante constatação observada neste estudo foi que as proteínas exerceram uma significante atividade hipocolesterolêmica. Os animais tratados com a β-conglicinina apresentaram menores concentrações séricas de colesterol total, não-HDL-c e triacilglicerídeos em 22, 39 e 21%, respectivamente, e os tratados com a β-vignina do caupí e adzuki apresentaram redução dos níveis de colesterol (entre 32-33%) e não-HDL-c (entre 53-54%) superiores aos efeitos observados pela sinvastatina (colesterol -21% e não-HDL -31%). Embora o mecanismo de ação dessas proteínas ainda não seja totalmente conhecido, uma hipótese observada no estudo foi à alteração na expressão de genes da ácido graxo sintetase (FAS, menores entre 10-28%), HMG-CoA redutase (menores entre 12-48%), HMG-CoA sintetase (menores entre 74-83%), fatores regulatórios da síntese do colesterol e triacilglicerídeos, SREBP-2 (menores entre 33-57%) e receptor de LDL (aumentado entre 12-93%). Estes resultados fornecem evidências para o reconhecimento da ação hipocolesterolêmica exercida por essas proteínas, e contribuem aos achados da literatura que atribuem esse efeito a regulação de mRNA de enzimas e outros fatores relacionados ao metabolismo dos lípides / Abstract: Studies in animals and humans have shown that proteins of legumes exert a lowering effect on cholesterol and triglycerides. In this scenario, the action of the protein β-conglycinin from soybean has been remarkably confirmed. Recently, proteins from other species have also received attention in part by homology to the soybean. In the present study, we evaluated the effects of administration of type-vicilin proteins (7S) isolated from soybean (Glycine max (L.) Merrill), cowpea beans (Vigna unguiculata (L.) Walp) and adzuki (Vigna angularis Willd) in dyslipidemic rats induced by diet. The most significant finding in this study was that the proteins exerted a significant hypocholesterolemic activity. The animals treated with β-conglycinin had lower serum concentrations of total cholesterol, non-HDL-C and triacylglycerides in 22, 39 and 21%, respectively, and those treated with cowpea and adzuki β-vignin showed minors levels of cholesterol (between 32-33%) and non-HDL-C (between 53-54%) greater than the effects observed for simvastatin (-21% cholesterol, non-HDL -31%). Although the mechanism of action of these proteins is not yet fully understood, a hypothesis observed in the study was the change in gene expression of fatty acid synthase (FAS, minor between 10-28%), HMG-CoA reductase (minor between 12-48 %), HMG-CoA synthase (between 74-83% lower) regulatory factors synthesis of cholesterol and triglycerides, SREBP-2 (minor between 33-57%) and LDL receptor (increased between 12-93%). These results give evidence for the recognition of hypocholesterolemic action exerted by these proteins, and contribute to findings that attribute the effect to the regulation of mRNA of enzymes and other factors related to lipid metabolism / Doutor

Orientador: João Domingos Rodrigues / Coorientador : Bárbara França Dantas / Banca: Elizabeth Orika Ono / Banca: Valtemir Gonçalves Ribeiro / Banca: Teresinha Costa Silveira de Albuquerque / Banca: Giuseppina Pace Pereira Lima / Resumo: A vitivinicultura é uma atividade econômica, relativamente, recente no Brasil e a região semiárida do Submédio do Vale do São Francisco, utilizando-se de irrigação localizada, tem atraído muitos investidores internacionais para a produção de uvas e vinhos. O presente trabalho teve o objetivo de avaliar a fisiologia e o metabolismo da videira 'Syrah', sob três estratégias de irrigação (Irrigação com Défice Controlado-IDC, Irrigação Deficitária-ID e Irrigação Plena-IP,) no Submédio do Vale do São Francisco. A pesquisa foi desenvolvida na Embrapa Semiárido, especificamente, no Campo Experimental de Bebedouro, localizado no município de Petrolina-PE. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em três esquemas fatoriais: 3 x 5, três estratégias de irrigação e cinco avaliações para potencial hídrico foliar de base (Ψb), teor SPAD da clorofila e atividade da enzima nitrato redutase (NR); 3 x 6, três estratégias de irrigação e seis avaliações para trocas gasosas, açúcares solúveis totais, açúcares redutores, proteína solúvel total e atividade das invertases e 3 x 3, três estratégias de irrigação e três avaliações para as análises químicas de sólidos solúveis, acidez titulável, relação sólidos solúveis/acidez titulável e pH, sendo nove repetições para cada tratamento. A imposição da deficiência hídrica controlada a partir da fase fenológica de 'cacho fechado' em videira cv. Syrah resultou em plantas ao longo do ciclo com maior eficiência no uso da água e economia no recurso hídrico. O porta-enxerto 'Paulsen 1103' demonstra tolerância e/ou resistência ao défice hídrico e a cultivar copa Syrah, comportamento anisohídrico. A maior disponibilidade hídrica na irrigação plena promoveu as maiores... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Viticulture is a relatively recent economic activity in Brazil and the semiarid region of the Submedium of the San Francisco Valley, using drip irrigation, has attracted many international investors to grapes and wine production. The study aimed to evaluate the physiology and metabolism of grapevine 'Syrah' under three irrigation strategies (Regulated Deficit Irrigation-RDI, Deficit Irrigation-DI and Full Irrigation-FI,) in the Submedium of the San Francisco Valley. The research was conducted at Embrapa Semiarid, specifically in the Bebedouro Experimental Field, located in Petrolina, Pernambuco-Brazil. The statistical design was in randomized blocks, factorial in three regimens: 3 x 5, three irrigation strategies and five evaluations of leaf water potential (Ψb), SPAD chlorophyll content and activity of the nitrate reductase enzyme (NR); 3 x 6, three irrigation strategies and six evaluations for gas exchange, soluble sugars, reducing sugars, total soluble protein and invertase activity, and 3 x 3, three irrigation strategies and three evaluations for the chemical variables: soluble solids, titratable acidity, soluble solids / titratable acidity and pH, nine replicates for each treatment. The imposition of water deficit from the phenological phase of 'closed lock' in grapevine 'Syrah' results in the plant cycle with greater efficiency in water use and savings on water resources. The rootstock '1103 Paulsen' demonstrates tolerance and / or resistance to water deficit and scion 'Syrah', anisohydric behavior. The greater water availability in the full irrigation promotes the highest rates of assimilation, transpiration and stomatal conductance at 73 and 87 days after pruning. It also provides the highest activity of nitrate reductase at... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A deficiência da desidrogenase das acilas-CoA de cadeia curta / ramificada (SBCAD), também conhecida como deficiência da 2-metilbutiril-CoA desidrogenase, é uma doença de herança autossômica recessiva que afeta o catabolismo da isoleucina. Este distúrbio é bioquimicamente caracterizado pelo acúmulo tecidual e elevada excreção urinária do ácido 2-metilbutírico (2MB) e da 2-metilbutirilglicina (2MBG), além da 2-metilbutirilcarnitina. Apesar de a doença apresentar predominantemente sintomas neurológicos, tais como retardo mental, convulsões e letargia, e imagens de ressonância magnética evidenciarem dano cortical, a fisiopatologia desse distúrbio ainda não foi estudada. Portanto, o presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos in vitro do 2MB e da 2MBG sobre importantes parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos jovens. Para tanto, foram preparados sobrenadantes de córtex cerebral, os quais foram incubados na ausência ou na presença dos metabólitos em concentrações que variaram de 0,1 a 5 mM por 1 h a 37° C. Após a incubação, alíquotas foram retiradas para a avaliação dos parâmetros bioquímicos. Nossos resultados mostram que a 2MBG, mas não o 2MB, aumentou as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), sugerindo indução de peroxidação lipídica. A 2MBG também causou oxidação de grupamentos sulfidrilas e reduziu as concentrações de glutationa (GSH), refletindo uma diminuição das defesas antioxidantes, enquanto o 2MB não alterou esses parâmetros. Por outro lado, o 2MB e a 2MBG não alteraram a formação de carbonilas. Além disso, foi verificado que o aumento nos níveis de TBA-RS e a redução nas concentrações de GSH causados por 2MBG foram prevenidos por antioxidantes, indicando que espécies reativas estavam envolvidas nesses efeitos. Ainda foi demonstrado que a redução dos níveis de GSH provocada pela 2MBG não foi devido a uma ação oxidativa direta do metabólito, pois este não alterou o conteúdo de grupamentos tióis de uma solução comercial de GSH na ausência de tecido cerebral. Finalmente, visto que a produção de óxido nítrico não foi alterada por estes metabólitos, presume-se que espécies reativas de oxigênio estejam principalmente envolvidas nos efeitos mediados pela 2MBG. Os resultados sugerem que a 2MBG induz dano oxidativo lipídico e reduz as defesas antioxidantes não-enzimáticas em cérebro de ratos pelo aumento na geração de espécies reativas de oxigênio. Portanto, o estresse oxidativo induzido pela 2MBG pode estar envolvido, pelo menos em parte, na fisiopatologia da disfunção neurológica encontrada nos pacientes afetados pela deficiência da SBCAD. / Short/branched-chain acyl-CoA dehydrogenase (SBCAD) deficiency, also known as 2-methylbutyryl-CoA dehydrogenase deficiency, is an autosomal recessive disorder of isoleucine metabolism. This disorder is biochemically characterized by high tissue accumulation and urinary excretion of 2-methylbutyrylglycine (2MBG) and 2-methylbutyric acid (2MB), as well as 2-methylbutyrylcarnitine. Although patients present predominantly neurological symptoms, such as mental retardation, seizures and lethargy, and magnetic resonance imaging reveals cortical damage, the pathophysiology of this disorder has not been studied. Therefore, this study aimed to investigate the in vitro effects of 2MB and 2MBG on important parameters of oxidative stress in cerebral cortex of young rats. Cortical supernatants were incubated in the absence or in the presence of the metabolites at concentrations ranging from 0.1 to 5 mM for 1 h at 37° C. Our results show that 2MBG, but not 2MB, increased thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS), suggesting induction of lipid peroxidation. 2MBG also induced oxidation of sulfhydryl groups and reduced the concentrations of glutathione (GSH), reflecting a decrease of non enzymatic antioxidant defenses, whereas 2MB did not alter these parameters. In contrast, 2MB and 2MBG did not alter carbonyl formation. In addition, increased levels of TBA-RS and reduction of GSH levels induced by 2MBG were prevented by antioxidants, indicating that reactive species were involved in these effects. Furthermore, the reduction of GSH levels induced by 2MBG were not due to a direct oxidative action, since this metabolite did not alter the sulfhydryl content from a commercial solution of GSH in the absence of cerebral tissue. Finally, since nitric oxide production was not altered by these metabolites, it is presumed that reactive oxygen species possibly underlay 2MBG effects. The results suggest that 2MBG induces lipid oxidative damage and reduces non enzymatic antioxidant defenses in rat brain mediated by generation of reactive oxygen species. We can therefore assume that oxidative stress induced by 2MBG is involved, at least in part, in the pathophysiology of neurological dysfunction found in patients affected by SBCAD deficiency.

A lisina (Lis) é degradada principalmente na mitocôndria através das atividades lisina-cetoglutarato redutase e sacaropina desidrogenase da enzima bifuncional α-aminoadípico semialdeído sintase (SAS). A transaminação do grupo amino ao α-cetoglutarato produz o intermediário sacaropina que é posteriormente convertida a acetil-CoA, entrando no ciclo do ácido cítrico. A Lis também pode ser degradada por uma via alternativa nos peroxissomos, liberando ácido pipecólico. O acúmulo de Lis em tecidos e líquidos biológicos é o principal achado bioquímico de pacientes acometidos pela hiperlisinemia familiar (HF) e por outras doenças metabólicas caracterizadas clinicamente por disfunção neurológica com retardo mental de grau variável. Estudos recentes mostraram que a Lis induz estresse oxidativo e disfunção energética in vitro em córtex cerebral de ratos, indicando uma ação neurotóxica para esse aminoácido. O objetivo do presente estudo foi investigar se os efeitos invitro da Lis poderiam ser reproduzidos in vivo. Assim, estudou-se os efeitos da administração intraestritatal aguda de Lis (4 μmol) sobre parâmetros de metabolismo energético e estresse oxidativo em estriado de ratos jovens. Em alguns experimentos, os animais foram pré-tratados intraperitonialmente com melatonina, combinação de α-tocoferol e ácido ascórbico, creatina ou Nacetilcisteína por 3 dias, com uma única injeção diária, seguida da injeção intraestriatal de Lis. Animais controle receberam o mesmo volume de uma solução salina. Os ratos foram sacrificados por decapitação sem anestesia 30 min, 2 ou 12 h após a injeção intraestriatal de Lis ou NaCl e o estriado foi dissecado e homogeneizado. Os resultados mostram que a injeção in vivo de Lis não alterou a função do ciclo do ácido cítrico (produção de 14CO2 a partir de [1-14C]acetato) e a atividade da creatina quinase. Em contraste, o aminoácido inibiu significativamente a atividade da Na+,K+-ATPase em estriado 2 e 12 h após a injeção. Além disso, a Lis induziu lipoperoxidação, determinada pelo aumento significativo dos níveis das substâncias reativas ao ácido-tiobarbitúrico (TBA-RS), e diminuiu as concentrações de glutationa reduzida (GSH) 30 min e 2 h após a injeção. Os antioxidantes melatonina e a combinação de α-tocoferol e ácido ascórbico preveniram esses efeitos. Também verificamos que a Lis inibiu a atividade da glutationa peroxidase 12 h após a injeção, sem alterar as atividades das enzimas catalase, superóxido dismutase e glicose-6-fosfato desidrogenase. Considerando que a redução da atividade da Na+,K+-ATPase e o dano oxidativo estão associados a neurodegeneração, pode-se presumir que esses efeitos deletérios causados pela Lis possam estar relacionados às manifestações neurológicas encontradas em pacientes portadores de doenças caracterizadas pelo acúmulo desse aminoácido. / Lysine (Lys) is mainly degraded in the mitochondria through lysine-ketoglutarate reductase and saccharopine dehydrogenase activities of the bifunctional enzyme α-aminoadipic semialdehyde synthase (SAS). The transamination of the amino group to α-ketoglutarate leads to the formation of saccharopine, which is converted to acetyl-CoA and enters the citric acid cycle. Lys can be also degraded by an alternative pathway in the peroxisomes to release pipecolic acid. Lys accumulation in tissues and biological fluids is the biochemical hallmark of patients affected by familial hyperlysinemia (FH) and other inherited metabolic disorders. Recent studies have shown that Lys induces oxidative stress and energy dysfunction in vitro in rat cerebral cortex, suggesting that Lys may be neurotoxic. Therefore, the present study investigated the effects of acute intrastriatal administration of Lys on parameters of energy metabolism and oxidative stress in striatum of young rats. In some experiments, animals were pre-treated intraperitoneally with melatonin, the combination of α-tocopherol and ascorbic acid or creatine for 3 days, one injection per day, after which the animals received the intrastriatal injection of Lys. Control animals received the same volumes of saline solution. Animals were sacrificed by decapitation without anesthesia 30 min, 2 or 12 h after intrastriatal injection of either Lys or NaCl and the striatum was dissected and homogenized. We verified that Lys in vivo injection did not change the citric acid cycle function (14CO2 production from [1-14C]acetate) and creatine kinase activity. In contrast, the amino acid significantly inhibited Na+,K+-ATPase activity in striatum prepared 2 and 12 h after injection. Moreover, Lys induced lipid peroxidation, as detected by a significant increase of thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS), and diminished the concentrations of reduced glutathione (GSH) 30 min and 2 h after injection. The antioxidants melatonin and the combination of α- tocopherol and ascorbic acid prevented these effects. We also verified that Lys inhibited glutathione peroxidase activity 12 h after injection, without altering the activities of superoxide dismutase, catalase and glucose-6-phosfate dehydrogenase. Considering that reduction of Na+,K+-ATPase activity and oxidative damage are associated with neurodegeneration, it is tempting to speculate that high concentrations of Lys may possibly underlie the neurological manifestations in diseases characterized by high tissue accumulation of this amino acid.

A desnutrição protéica provoca efeitos deletérios sobre o metabolismo, principalmente quando imposta em períodos de crescimento e desenvolvimento corporal, em decorrência de alterações bioquímicas e hormonais. Muitos estudos, utilizando modelos de desnutrição materna, sugerem uma série de adaptações bioquímicas nos filhotes, cujas repercussões na vida adulta podem tornar-se importantes fatores de risco para doenças como Diabetes mellitus tipo ll, hipertensão e doença coronariana. Neste trabalho investigamos os efeitos da desnutrição protéica imposta nos períodos pré-gestacional - gestacional - lactacional, bem como nos períodos gestacional e lactacional sobre alguns parâmetros do metabolismo hepático, cerebelar e perfil lipídico plasmático de ratos Wistar de 21 dias de idade. Os animais desnutridos (dieta: 7% de caseína) foram divididos em três grupos: a) pré-gestacional, gestacional e lactacional (grupo denominado “PGGL”); b) gestacional e lactacional em cuja dieta foi adicionada metionina (denominado “GL(+)M”); c) gestacional e lactacional sem adição de metionina à dieta (denominado ”GL(-)M”) e d) grupo controle (dieta: 25 % caseína). Os pesos corporais dos filhotes foram verificados no 1º, 7º, 14º e 21º dias após o nascimento e o peso do fígado, cérebro e cerebelo apenas no 21º dia de vida pós-natal. Observamos que os ratos desnutridos apresentaram menor peso corporal após o primeiro dia do nascimento. Aos 21 dias os ratos do grupo PGGL e do grupo GL(+)M não apresentaram diferença de peso entre si, contudo apresentaram peso inferior ao do grupo controle. O grupo GL(-)M apresentou uma diminuição ponderal em todos os parâmetros avaliados. Hipoglicemia e hipoalbuminemia foram observadas em todos os grupos de ratos desnutridos. A concentração de DNA cerebelar de ratos do grupo GL(-)M foi superior à observada em todos os outros grupos; no entanto, nestes animais a concentração cerebelar de proteínas foi inferior aos demais grupos experimentais. No fígado, a concentração de DNA dos grupos PGGL e GL(+)M não diferiu do controle, enquanto o grupo GL(-)M apresentou os menores valores A concentração de proteínas hepáticas no grupo controle e no grupo GL(+)M foi semelhante, porém superior à observada nos grupos PGGL e GL(-)M. A concentração hepática de glicogênio foi superior nos ratos do grupo PGGL, sendo que nos dois outros grupos de animais desnutridos foi inferior ao controle, porém não se observou diferença entre eles. Todos os grupos desnutridos apresentaram maior concentração hepática de colesterol, sendo o maior valor encontrado no grupo GL(+)M. Os grupos PGGL e GL(+)M apresentaram os maiores valores de triglicerídeos hepáticos e o grupo GL(-)M, o menor valor. No plasma, a maior concentração de colesterol, HDL-c e LDL-c foi observada no grupo PGGL, enquanto que a concentração de triglicerídeos do grupo GL(-)M foi superior aos dois outros grupos de animais desnutridos e não diferiu do controle. Os resultados obtidos sugerem que os animais expostos à desnutrição protéica nos períodos de desenvolvimento podem, na vida adulta, apresentar fatores de risco para várias doenças crônico-degenerativas relacionadas com a Síndrome Metabólica.

Em crustáceos, ainda não são conhecidas as fontes de aminoácidos e as rotas metabólicas envolvidas no controle da concentração intracelular de aminoácidos. Os experimentos deste trabalho tiveram como objetivo investigar se o estresse osmótico provoca alterações intrínsecas sobre o metabolismo de aminoácidos nos tecidos de C. granulatus submetidos a estresse agudo in vitro. Medimos a síntese e a mobilização de proteínas, a captação de aminoácidos e a produção de 14CO2 a partir de 14C-leucina no hepatopâncreas, músculo mandibular e brânquias anteriores e posteriores submetidos a estresse hipo e hiperosmótico agudo, in vitro. O controle da síntese de proteínas parece estar envolvido no ajuste metabólico da concentração intracelular de aminoácidos no hepatopâncreas, músculo mandibular e brânquias submetidos à alteração osmótica aguda, in vitro. Por outro lado, durante o estresse hiposmótico agudo, in vitro, a diminuição na captação de aminoácidos via sistema A e o aumento na oxidação total de 14C-L-leucina foram usados como mecanismos para reduzir as concentrações intracelulares de aminoácidos nas brânquias posteriores e anteriores, respectivamente. A captação de aminoácidos e a mobilização de 14C-proteina não foram mecanismos usados para aumentar a concentração intracelular de aminoácidos em todos os tecidos estudados.

A deficiência da desidrogenase das acilas-CoA de cadeia curta / ramificada (SBCAD), também conhecida como deficiência da 2-metilbutiril-CoA desidrogenase, é uma doença de herança autossômica recessiva que afeta o catabolismo da isoleucina. Este distúrbio é bioquimicamente caracterizado pelo acúmulo tecidual e elevada excreção urinária do ácido 2-metilbutírico (2MB) e da 2-metilbutirilglicina (2MBG), além da 2-metilbutirilcarnitina. Apesar de a doença apresentar predominantemente sintomas neurológicos, tais como retardo mental, convulsões e letargia, e imagens de ressonância magnética evidenciarem dano cortical, a fisiopatologia desse distúrbio ainda não foi estudada. Portanto, o presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos in vitro do 2MB e da 2MBG sobre importantes parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos jovens. Para tanto, foram preparados sobrenadantes de córtex cerebral, os quais foram incubados na ausência ou na presença dos metabólitos em concentrações que variaram de 0,1 a 5 mM por 1 h a 37° C. Após a incubação, alíquotas foram retiradas para a avaliação dos parâmetros bioquímicos. Nossos resultados mostram que a 2MBG, mas não o 2MB, aumentou as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), sugerindo indução de peroxidação lipídica. A 2MBG também causou oxidação de grupamentos sulfidrilas e reduziu as concentrações de glutationa (GSH), refletindo uma diminuição das defesas antioxidantes, enquanto o 2MB não alterou esses parâmetros. Por outro lado, o 2MB e a 2MBG não alteraram a formação de carbonilas. Além disso, foi verificado que o aumento nos níveis de TBA-RS e a redução nas concentrações de GSH causados por 2MBG foram prevenidos por antioxidantes, indicando que espécies reativas estavam envolvidas nesses efeitos. Ainda foi demonstrado que a redução dos níveis de GSH provocada pela 2MBG não foi devido a uma ação oxidativa direta do metabólito, pois este não alterou o conteúdo de grupamentos tióis de uma solução comercial de GSH na ausência de tecido cerebral. Finalmente, visto que a produção de óxido nítrico não foi alterada por estes metabólitos, presume-se que espécies reativas de oxigênio estejam principalmente envolvidas nos efeitos mediados pela 2MBG. Os resultados sugerem que a 2MBG induz dano oxidativo lipídico e reduz as defesas antioxidantes não-enzimáticas em cérebro de ratos pelo aumento na geração de espécies reativas de oxigênio. Portanto, o estresse oxidativo induzido pela 2MBG pode estar envolvido, pelo menos em parte, na fisiopatologia da disfunção neurológica encontrada nos pacientes afetados pela deficiência da SBCAD. / Short/branched-chain acyl-CoA dehydrogenase (SBCAD) deficiency, also known as 2-methylbutyryl-CoA dehydrogenase deficiency, is an autosomal recessive disorder of isoleucine metabolism. This disorder is biochemically characterized by high tissue accumulation and urinary excretion of 2-methylbutyrylglycine (2MBG) and 2-methylbutyric acid (2MB), as well as 2-methylbutyrylcarnitine. Although patients present predominantly neurological symptoms, such as mental retardation, seizures and lethargy, and magnetic resonance imaging reveals cortical damage, the pathophysiology of this disorder has not been studied. Therefore, this study aimed to investigate the in vitro effects of 2MB and 2MBG on important parameters of oxidative stress in cerebral cortex of young rats. Cortical supernatants were incubated in the absence or in the presence of the metabolites at concentrations ranging from 0.1 to 5 mM for 1 h at 37° C. Our results show that 2MBG, but not 2MB, increased thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS), suggesting induction of lipid peroxidation. 2MBG also induced oxidation of sulfhydryl groups and reduced the concentrations of glutathione (GSH), reflecting a decrease of non enzymatic antioxidant defenses, whereas 2MB did not alter these parameters. In contrast, 2MB and 2MBG did not alter carbonyl formation. In addition, increased levels of TBA-RS and reduction of GSH levels induced by 2MBG were prevented by antioxidants, indicating that reactive species were involved in these effects. Furthermore, the reduction of GSH levels induced by 2MBG were not due to a direct oxidative action, since this metabolite did not alter the sulfhydryl content from a commercial solution of GSH in the absence of cerebral tissue. Finally, since nitric oxide production was not altered by these metabolites, it is presumed that reactive oxygen species possibly underlay 2MBG effects. The results suggest that 2MBG induces lipid oxidative damage and reduces non enzymatic antioxidant defenses in rat brain mediated by generation of reactive oxygen species. We can therefore assume that oxidative stress induced by 2MBG is involved, at least in part, in the pathophysiology of neurological dysfunction found in patients affected by SBCAD deficiency.

Orientadores: Adriana Souza Torsoni, Marciane Milanski / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-27T04:57:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simino_LaisAngelicadePaula_M.pdf: 2318108 bytes, checksum: d7b8f9797495220a837aa88ea253b54d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O estado nutricional no início da vida está criticamente envolvido no fenótipo metabólico da prole na idade adulta. No entanto, as mudanças provocadas pelo consumo materno de dieta rica em gordura (DH) no período pré ou pós-natal devem ser melhor exploradas. No presente trabalho, avaliamos a contribuição do consumo de DH materna durante a gestação e lactação sobre os danos no metabolismo lipídico hepático da prole. Além disso, investigamos se a supernutrição precoce é capaz de programar a prole a uma resposta mais prejudicial à DH na vida adulta. No dia do nascimento (d0), a prole de mães obesas apresentou uma diminuição na expressão de Cpt1a e Acadvl, aumento na expressão de Agpat e Gpam, e menor conteúdo de miR-122 no fígado. Para confirmar a hipótese de que o período gestacional, por si só, poderia alterar o metabolismo lipídico da prole, foi utilizado o modelo de crossfostering. A prole gerada por mãe obesa, que foi amamentada por mãe controle, apresentou aumento no peso corporal e aumento da expressão de Agpat e Gpam no d28 em comparação com a prole de mãe controle que foi amamentada por mãe obesa. Na vida adulta (d82), a reintrodução de DH resultou em maior ganho de peso e maior teor de lipídio hepático na prole de mães obesas. Estes efeitos foram acompanhados por um desbalanço no metabolismo lipídico, demonstrado pela redução da expressão de Cpt1a e Acadvl e aumento na expressão de Agpat e Gpam, associados à menor expressão de miR-122 no fígado e menor conteúdo de p-HSL no tecido adiposo . Nossos dados sugerem que o consumo materno de DH durante a gestação leva à diminuição da expressão de miR-122 na prole, resultando em alterações metabólicas no início da vida que podem alterar permanentemente a homeostase lipídica e aumentar significativamente a susceptibilidade à obesidade e acúmulo ectópico de lipídios na vida adulta / Abstract: Nutritional status in early life is critically involved in the metabolic phenotype of offspring in adulthood. However the changes triggered by maternal consumption of high-fat diet (HFD) in pre- or postnatal period should be better set out. Here we evaluated the contribution of maternal HFD consumption during gestation and lactation on hepatic lipid metabolism damages observed in the offspring. Moreover we investigate whether early overnutrition program offspring to harmful response to HFD in adult life. In the delivery day (d0) pups of obese dams showed a decrease in Cpt1a and ACADVL expression, increase in Agpat and Gpam expression, and lower miR-122 content in the liver. To confirm the hypothesis that the gestational period, by itself, could alter lipid metabolism, we used cross-fostered model. Pups fostered to chow dams presented an increase in body weight and higher Agpat and Gpam expression on d28 compared to pups fostered to HFD dams. In adult life (d82), the reintroduction of HFD resulted in higher body weight gain and hepatic lipid content in offspring from obese dams. These effects were accompanied by impaired in lipid metabolism, demonstrated by reduced Cpt1a and Acadvl and increased Agpat and Gpam expression associated with lower expression of miR-122 in liver and lower p-HSL in WAT. Our data suggests that maternal HFD consumption during gestational period leads to a decreased expression of miR-122 in the offspring resulting in metabolic changes in early life that can permanently alter lipid homeostasis and significantly increase susceptibility to obesity and ectopic lipid accumulation / Mestrado / Metabolismo e Biologia Molecular / Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo