Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A grelina é um ligante endógeno do receptor secretagogo do hormônio do crescimento (GHSR), potente estimulador da liberação do hormônio de crescimento (GH), ingestão alimentar, e adiposidade. Além disso, sua ação hormonal inclui regulação do metabolismo energético cardíaco. Entretanto, a hipernutrição no início da vida leva ao desenvolvimento da obesidade, induz hipertrofia cardíaca, compromete a função cardíaca, e gera insuficiência cardíaca na vida adulta. Avaliar proteínas chaves no processo de sinalização da grelina no remodelamento cardíaco no coração de camundongos obesos após a hipernutrição na lactação. A obesidade foi induzida por redução de ninhada e camundongos adultos (180 dias) foram divididos em: grupo hiperalimentado, GH com obesidade decorrente de hipernutrição na lactação e controle, GC. Cardiomiócitos (cmi) do ventrículo esquerdo foram analisados por microscopia de luz e estereologia, o conteúdo e fosforilação de proteínas cardíacas: receptor de grelina (hormônio do crescimento secretagogo receptor 1a, GHSR-1a), proteína quinase-B (AKT e pAKT), phosphatidil inositol 3-quinase (PI3K), proteína quinase ativada por AMP (AMPK e pAMPK), m-TOR, pmTOR, Bax, Bcl2 e actina foram analizados por western blotting. A expressão gênica do GHSR-1a foi analisada por PCR em tempo real. A respirometria de alta resolução dos cardiomiócitos foi analisada por oxígrafo OROBOROS. Significância estatística (P< 0,05) determinada por teste t-Student não-pareado. Nossos dados demonstram que a hipernutrição na lactação induz aumento no peso corporal, iniciado aos 10 dias de idade, persistindo até os 180 dias de idade. A glicemia, peso do fígado, e da gordura visceral foram maiores no grupo GH. Além disso, o grupo GH também apresentou aumento no peso do coração e razão peso do coração/CT (comprimento da tíbia), indicando hipertrofia e remodelamento cardíaco, aumento na expressão e conteúdo de GHSR-1a no coração, associado ao maior conteúdo de PI3K e maior conteúdo e fosforilação de AKT, diminuição no conteúdo de Bcl2. Em contraste, o conteúdo e fosforilação da AMPK e mTOR no coração não foram diferentes entre os grupos. Os níveis de grelina plasmático no GH foram menores. A respiração do GH com grelina foi menor que no GC com grelina. A incubação das fibras cardíacas com grelina resultou em aumento do fluxo respiratório após adição de citocromo c nos grupos com grelina, indicando dano à membrana mitocondrial e extravazamento de citocromo c. Os grupos GC com grelina e GH sem grelina apresentaram RCR menor comparado ao GC sem grelina, indicando desacoplamento mitocondrial. Nossos resultados mostram que a hipernutrição na lactação induz diminuição do nível de grelina plasmática e aumento da expressão do GHS-R1a no cardiomiócito do animal quando adulto. Tal processo determina aumento da sensibilidade a grelina no coração, processo que ocorre independentemente de variações do AMPK e mTOR. Sugerimos uma redução no efeito protetor da ação da grelina na AMPK. Também, demonstramos que o remodelamento do miocárdio nestes animais adultos associa-se a GHSR-1a, PI3K, e fosforilação da AKT, mas não com AMPK e mTOR na vida adulta. / Ghrelin, an endogenous ligand of the growth hormone secretagogue receptor (GHS-R), has been suggested to be associated to obesity, insulin secretion, cardiovascular growth and homeostasis. GHS-R has been found in most of the tissues, and among the hormone action it is included the regulation of heart energy metabolism. Therefore, hypernutrition during early life leads to obesity, induces cardiac hypertrophy, compromises myocardial function, inducing heart failure in adulthood. We examined ghrelin signaling process in cardiac remodeling in these obese adult mice. We examined key proteins of cardiomyocyte metabolism in heart left ventricle from overfed (OG) and control (CG) groups from adult mice (180 days) overfed during lactation. Obesity was induced by litter reduction. Therefore, the study was done in adult mice 180 days old (OG, obese group (n=10) and CG, control group (n=10). The cardiomyocytes (cmy) of left ventricle were analyzed by light microscopy and stereology. The content and phosphorylation of cardiac proteins: growth hormone secretagogue receptor 1a (GHSR-1a), protein kinase B (AKT and pAKT), phosphatidil inositol 3 kinase (PI3K), AMP-activated protein kinase (AMPK and pAMPK), mTOR and pmTOR, BAX, Bcl2 and actin was achieved by western blotting. GHSR-1a gene expression was analyzed to RT-PCR. We performed high-resolution respirometry of cardiomyocytes with OROBOROS Oxygraph-2k. Statistical significance was determined by Student t-test for unpaired. P< 0.05 was considered statistical significant. Body weight, blood glucose, liver weight, and visceral fat weight were higher in OG than CG group. Obese mice had increased heart weight and heart weight/TL (tibia length) indicating cardiac remodeling and hypertrophy, increased GHSR-1a content and expression in the heart, associated to PI3K content, increased AKT content and phosphorylation (P< 0.05), decreased Bcl2 content. In contrast, AMPK and mTOR content and phosphorylation in heart were not different between the experimental groups. Ghrelin plasma levels in obese group were decreased when compared to control group. The O2 consumption of OG with ghrelin was lower than in the CG with ghrelin. Incubation of cardiac fibers with ghrelin resulted in increased respiration after addition of cytochrome c in groups with ghrelin, indicating mitochondrial membrane damage and leakage of cytochrome c. CG with ghrelin and OG without ghrelin showed RCR lower compared to GC without ghrelin, indicating mitochondrial uncoupling. In this study, our results showing a decrease of ghrelin level and an increase of GHS-R1a expression for a down regulation that leads a higher sensibility of ghrelin in heart, occurring independently of any association with AMPK and mTOR in hearts of obese mice. That suggests a reduction in protective effects through ghrelin action on AMPK. In addition, our data demonstrated that remodeled myocardial in obese mice exclusively overnourished in early life are associated with GHSR-1a, PI3K and AKT phosphorylation but not with AMPK and mTOR in adulthood.

Capítulo 1 A transformação (metaciclogênese) das formas proliferativas epimastigotas do Trypanosoma cruzi em formas não proliferativas e infectivas - tripomastigotas metacíclicos - é um passo crucial que ocorre naturalmente no trato digestivo do inseto vetor reduviídeo. Este processo pode ser reproduzido in vitro em condições químicas definidas quando o meio de diferenciação TAU é suplementado com L-prolina e L-glutamato. Está bem estabelecido que prolina é uma fonte importante de energia e de carbono nos tripanossomatídeos, mas são poucas as evidências de sua participação na diferenciação intracelular do parasita no hospedeiro vertebrado. Este fato nos levou a desenvolver um modelo experimental para verificar se havia uma relação entre concentração de prolina e eclosão de formas tripomastigotas. Culturas mantidas sem L-prolina produziram consistentemente menos formas tripomastigotas quando comparadas a culturas mantidas em L-prolina, 20 - 200 &#181;M. A atividade de transporte de L-prolina foi 15 vezes e 23 vezes maior nos epimastigotas intracelulares em relação a amastigotas e tripomastigotas, respectivamente. A concentração de prolina medida nos epimastígotas intracelulares (0,73 ± 0101 mM) é bem menor que a de amastigotas (6,61 ± 0,01 mM) e tripomastigotas (2,74 ± 0,02 mM). Todos os estágios, no entanto, apresentaram concentração de prolina bem maior do que as células hospedeiras, na ordem de 0,27 ± 0,03 mM. A análise do efeito de prolina sobre os diferentes estágios intracelulares mostrou a importância desse aminoácido na transformação de epimastigotas intracelulares a tripomastigotas. Capítulo 2 A diferenciação das formas infecciosas tripomastigotas do Trypanosoma cruzi a formas amastigotas não-infectivas e replicativas ocorre normalmente no citoplasma de células infectadas. Um estudo sobre o envolvimento de proteínas fosfatase do tipo 1 e 2A na diferenciação extracelular a 37ºC e 33ºC de tripomastigotas a formas amastigotas foi realizado, utilizando-se o clone CL-14 de T cruzi. Demonstrou-se que Caliculina A (um inibidor de proteínas fosfatase 1 e 2A) desencadeia a transformação de tripomastigotas a amastigotas em pH neutro, através da passagem por formas intermediárias flageladas semelhantes aos epimastigotas. O tratamento de tripomastigotas com duas concentrações de Caliculina A (1nM e 5 nM) resultou, após 6 horas de incubação, em mais de 50% de formas epimastigota-símiles. Após 8 horas de tratamento, todos os tripomastigotas estavam diferenciados a formas amastigotas ou epimastigota símiles. Tripomastigotas metacíclicos do clone CL-14 submetidos ao mesmo tratamento com Caliculina A não apresentaram alterações morfológicos dentro do período de incubação de 8 horas. Capítulo 3 Fatores ambientais, como a temperatura, e a presença ou ausência de metabólitos tais como a L-prolina influenciam a diferenciação intracelular do Trypanosoma cruzi do clone CL-14. Estes fatos, juntamente com a ausência de dados na literatura sobre o perfil proteico de epimastigotas intracelulares levou-nos a estudar o perfil de expressão de proteínas durante a transformação de epimastigotas intracelulares a tripomastigotas em culturas celulares mantidas a 37ºC (temperatura restritiva), comparando-as com aquelas cuja manutenção foi feita a 33ºC (temperatura permissiva). Também foram comparados os perfis proteicos quando os parasitas foram obtidos de culturas celulares mantidas na ausência ou presença de diferentes concentrações de L-prolina. Para tanto, foram feitas preparações de frações enriquecidas em membranas e frações citossólicas dos diferentes estágios do parasita para posterior resolução por eletroforese bidimensional. Através desta análise foi possível identificar polipeptídeos comuns entre os diferentes estágios bem como polipeptídeos específicos de cada estágio de desenvolvimento. / Chapter 1 The transformation of the proliferative epimastigotes of Trypanosoma cruzi into the non-proliferative and infective metacyclic trypomastigotes (metacyclogenesis) is a crucial step occuring naturally in the digestive tract of the reduviid insect vector. This process can be reproduced, in vitro, under chemically defined conditions. It is well established that L-proline is an important energy and carbon source for trypanosomatids but no evidence for its participation in the differentiation of vertebrate host stages of the parasite exists in the literature. This fact prompted us to develop an experimental model to study whether a correlation exits between proline concentration and trypomastigote bursting. In fact, cultures maintained in the absence of L-proline consistently produced fewer trypomastigote forms when compared to cultures maintained in 20 - 200 &#181;M L-proline. The transport activity of L-proline was 15-fold and 23-fold higher in intracellular epimastigote-like forms as compared to amastigotes and trypomastigotes, respectively. Interestingly, proline concentration in intracellular epimastigote-like parasites was 0.73 ± 0.01 mM, as compared to 6.61 ± 0.01 mM for amastigotes and 2.74 ± 0.02 mM for trypomastigotes, while host cells showed an intracellular proline concentration of 0.27 ± 0.03 mM. The data suggest the importance of L-proline in the transformation of intracellular epimastigote-like forms to trypomastigotes. Chapter 2 Differentiation of the infective trypomastigote form of Trypanosoma cruzi to the non-infective and replicative amastigotes normally occurs in the cytoplasm of infected cells. A study about the envolvement of protein phosphatases type 1 and 2A in the extracellular differentiation at 37ºC and 33ºC from trypomastigotes to amastigotes was undertaken using the CL-14 clone of T. cruzi. Calyculin A (an inhibitor of protein phosphatases 1and 2A) triggers the transformation of trypomastigotes to amastigotes at neutral pH through epimastigote-like intermediate forms. Treatment of trypomastigotes for 6 hours with two Calyculin A concentrations (1 nM and 5 nM) resulted in more than 50% of epimastigote-like forms. After 8 hours, all trypomastigotes were differentiated to amastigotes or epimastigotes-like forms. Metacyclic trypomastigotes from the CL-14 clone submitted to the same treatment with Calyculin A showed no morphological changes.

A resposta metabólica do bagre Genidens genidens de três estuários (rios Grande, Indaiá e Escuro) do município de Ubatuba SP foi estudada comparativamente em relação ao impacto da atividade humana na região. Encéfalo, fígado e músculo epaxial foram utilizados para determinar a atividade específica das enzimas lactato desidrogenase (LDH), malato desidrogenase (MDH) e arginase, como prováveis marcadoras desse impacto. As diferenças entre os níveis teciduais de LDH dos bagres coletados nos três estuários não foram significativamente diferentes, provavelmente devido a sua capacidade adaptativa, associada à sazonalidade das concentrações de oxigênio nas águas estuarinas. Os níveis de arginase hepática e muscular dos bagres coletados nos estuários dos rios Escuro e Indaiá, respectivamente, foram diferentes em relação aos dois outros estuários. Comportamento semelhante a esse foi constatado em relação aos níveis da enzima MDH, marcadora do potencial gerador de ATP desses tecidos. Nesse sentido, os níveis de arginase e MDH do fígado e músculo epaxial podem estar refletindo o esforço adaptativo metabólico desse bagre às condições ambientais dessas regiões estuarinas. / The metabolic response of catfish Genidens genidens of the three estuaries (Grande, Indaia and Escuro rivers) in the municipality of Ubatuba - SP was studied in comparison to the impact of human activity in the region. Brain, liver and epaxial muscle were used to determine the specific activity of the enzymes lactate dehydrogenase (LDH), malate dehydrogenase (MDH) and arginase, as probable markers of that impact. The differences between the tissues levels of LDH of the catfishes collected in the three estuaries were not significantly different, probably due to its adaptive capacity, associated with the seasonality of the oxygen concentrations in estuarine waters. Arginase levels of liver and muscle of the catfishes collected in estuaries of rivers Escuro and Indaia, respectively, were different in the relation to the other two estuaries. Behavior was similar to that observed in the levels of the enzyme MDH, marker of the potential generator of ATP of those tissues. Accordingly, the levels of arginase and MDH of the liver and epaxial muscle might reflect the effort of that adaptive metabolic catfish to environmental conditions such estuarine areas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The essential oil (EOs) extracted from plants Hesperozygis ringens and Lippia alba possess anesthetic and sedative properties and is an alternative to traditional anesthetics used in aquaculture for ease of handling and/or reduce stress. In this sense, the study aimed to investigate the effects of these EOs on the physiology of fish, through physiological, biochemical and endocrine indicators. In the article 1 was determined (a) the anesthetic activity of the EOs of H. ringens (EOHR) and L. alba (EOLA) and (b) its effects on silver catfish (Rhamdia quelen) after induction and recovery from anesthesia. Fish were subjected to one of the following treatments for each EO: basal group, control or anesthetized (150, 300 or 450 uL L-1 EO), evaluating the ventilatory rate (VR) during the induction period and thereafter transferred to anesthetics-free tanks for recovery from anesthesia. At 0, 15, 30, 60 and 240 min of recovery, samples of plasma and gills were collected to measure metabolic indicators and ionregulatory enzymes, respectively. In the article 2, the effects of prolonged exposure to low EOHR concentrations were studied on silver catfish. After 6 h of exposure to 0 (control), 30 or 50 uL L-1 EOHR added to water, it was analyzed: VR, metabolic indicators of stress in plasma, enzyme activity in liver, and expression of pituitary hormones (growth hormone - GH, prolactin - PRL and somatolactina - SL). In the manuscript, (a) evaluated the effectiveness of anesthesia EOLA on gilthead sea bream (Sparus aurata) and (b) we investigated the effects of 35 uL L-1 EOLA and 2-phenoxyethanol (2-PHE) on the stress response in gilthead sea bream undergoing persecution. After 4 h of exposure, the plasma was sampled (for the determination of cortisol, metabolites and osmolality), brain and pituitary (to evaluate the expression of endocrine indicators). In the article 1, anesthesia with EOs caused changes in some parameters measured in silver catfish, but did not prevent the restoration of most of the indicators assessed after 240 min of recovery. In the article 2, 50 uL L-1 EOHR led to an increase of glucose, lactate, protein and osmolality, as well as an increase in metabolic enzyme activity and reduced expression of GH and SL. In the manuscript, gilthead sea bream exposed to EOLA, stressed or not, exhibited higher levels of cortisol, glucose, lactate and osmolality. EOLA exposure added to the stress reduced the expression levels of CRH-BP (corticotropin releasing hormone bound to protein). PRL expression was reduced in the stressed control group and after exposure to EOLA and 2-PHE in fish not stressed. Higher expression of pro-opiomelanocortin (POMC) "a" and "b" were observed in fish stressed and exposed to EOLA and 2-PHE, respectively. We conclude that: (1) the EOLA is more efficient for silver catfish that EOHR in anesthesia concentrations; (2) for sedating the fish, it is recommended 30 uL EOHR L-1 (or less); (3) the EOLA was effective as an anesthetic for gilthead sea bream at 100-300 uL L-1, but for 4 h exposure, the 2-PHE was more effective in preventing the stress response. / Os óleos essenciais (OEs) extraídos das plantas Hesperozygis ringens e Lippia alba possuem propriedades anestésica e sedativa, constituindo uma alternativa aos anestésicos tradicionalmente usados em aquicultura para facilitar o manejo e/ou reduzir o estresse. Neste sentido, o estudo teve por objetivo investigar os efeitos desses OEs sobre a fisiologia de peixes, através de indicadores fisiológicos, bioquímicos e endócrinos. No artigo 1 determinou-se (a) a atividade anestésica dos OEs de H. ringens (OEHR) e L. alba (OELA) e (b) seus efeitos em jundiá (Rhamdia quelen) depois da indução e recuperação da anestesia. Os peixes foram submetidos a um dos seguintes tratamentos para cada OE: grupo basal, controle ou anestesiado (150, 300 ou 450 μL L-1 OE), avaliando-se a taxa ventilatória (TV) durante o período de indução e, posteriormente, transferidos para aquários sem anestésicos para recuperação da anestesia. Nos tempos 0, 15, 30, 60 e 240 min de recuperação foram realizadas amostragens de plasma e brânquias para medir indicadores metabólicos e enzimas ionorregulatórias, respectivamente. No artigo 2, os efeitos da exposição prolongada de jundiás a baixas concentrações do OEHR foram estudados. Após 6 h de exposição a 0 (controle), 30 ou 50 μL L-1 OEHR adicionado à água, analisou-se: TV, indicadores metabólicos e de estresse em plasma, atividade enzimática em fígado e expressão de hormônios hipofisários (hormônio do crescimento - GH, prolactina - PRL e somatolactina - SL). No manuscrito (a) avaliou-se a eficácia anestésica do OELA em dourada (Sparus aurata) e (b) investigaram-se os efeitos de 35 μL L-1 de OELA e 2-fenoxietanol (2-PHE) sobre a resposta ao estresse em douradas submetidos à perseguição. Após 4 h de exposição, foram amostrados plasma (para determinação dos níveis de cortisol, metabólitos e osmolalidade), cérebro e hipófise (para avaliar a expressão de indicadores endócrinos). No artigo 1, a anestesia com os OEs provocou alterações em alguns parâmetros medidos em jundiás, mas não impediu a restauração da maioria dos indicadores avaliados após 240 min de recuperação. No artigo 2, 50 μL L-1 do OEHR provocou a elevação dos níveis de glicose, lactato, proteína e osmolalidade, bem como aumento na atividade de enzimas metabólicas e redução na expressão do GH e SL. No manuscrito, douradas expostos ao OELA, estressados ou não, exibiram maiores níveis de cortisol, glicose, lactato e osmolalidade. A exposição ao OELA somado ao estresse reduziu os níveis de expressão de CRH-BP (hormônio liberador de corticotrofina ligado à proteína). A expressão de PRL foi reduzida no grupo controle estressado e após a exposição ao OELA e 2-PHE em peixes não estressados. Maiores expressões de pro-opiomelanocortina (POMC) a e b foram observadas em peixes estressados e expostos ao OELA e 2-PHE, respectivamente. Conclui-se que: (1) o OELA é mais eficiente para jundiás que o OEHR em concentrações para anestesia; (2) para sedar os peixes, recomenda-se 30 μL L-1 do OEHR (ou menos); (3) o OELA foi eficaz como anestésico para dourada entre 100-300 μL L-1, mas para 4 h de exposição o 2-PHE foi mais eficiente em prevenir a resposta ao estresse.

O sulfito e o tiossulfato encontram-se acumulados na deficiência da sulfito oxidase (SO), ao passo que o tiossulfato também se acumula na deficiência da proteína da encefalopatia etilmalônica 1 (ETHE1). Os pacientes apresentam principalmente encefalopatia progressiva e convulsões neonatais graves, resultando geralmente em morte prematura. Neste estudo, investigamos os efeitos in vivo do sulfito em estruturas encefálicas de ratos com deficiência da SO, e da administração intraestriatal de sulfito e tiossulfato em ratos normais sobre a homeostase redox e mitocondrial. Também avaliamos alterações nesses parâmetros em fibroblastos de pacientes. Inicialmente, observamos que o sulfito diminuiu os níveis de GSH e as atividades da glutationa redutase (GR) e glutationa S-transferase (GST) no córtex cerebral, e da GST no cerebelo de animais deficientes para a SO. Além disso, o sulfito aumentou as atividades dos complexos II e II-III em estriado e do complexo II no hipocampo, mas diminuiu a atividade do complexo IV no estriado de animais com deficiência da SO. Nesses animais, o sulfito também reduziu o potencial de membrana mitocondrial no córtex cerebral e no estriado, além de diminuir as atividades da malato e glutamato desidrogenase. Já nos animais que receberam injeção intraestriatal de sulfito ou tiossulfato, ambos os compostos diminuíram as atividades da creatina cinase e da citrato sintase, enquanto que o sulfito reduziu a massa mitocondrial. O sulfito ainda diminuiu os níveis de GSH e as atividades da glutationa peroxidase (GPx), GR, GST e glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH), enquanto que o sulfito e o tiossulfato aumentaram a atividade da catalase. O sulfito também diminui os níveis nucleares de PGC-1α e induziu reatividade glial e dano neuronal. As alterações causadas pelo sulfito foram prevenidas pelo tratamento com bezafibrato. Por fim, nos estudos realizados em fibroblastos, utilizamos células de quatro pacientes com deficiência da ETHE1 e de um paciente com deficiência da SO. Observamos diminuição da respiração mitocondrial em todos os tipos celulares, e diminuição de ATP em duas linhagens com deficiência da ETHE1 e na linhagem com deficiência da SO. Também verificamos alterações variáveis no conteúdo de proteínas de dinâmica mitocondrial, e uma diminuição do conteúdo de proteínas envolvidas na comunicação entre retículo endoplasmático (RE) e mitocôndria. Um aumento nos níveis de DDIT3, marcadora de estresse de RE, na produção de superóxido e apoptose também foram verificados em todos os tipos celulares. O tratamento com JP4-039, um antioxidante mitocondrial, diminuiu os níveis de superóxido em todas as linhagens celulares e aumentou a respiração mitocondrial em duas linhagens com deficiência da ETHE1 e na linhagem com deficiência da SO. Os achados deste trabalho evidenciam que alterações na homeostase energética e redox, na biogênese e dinâmica mitocondrial, bem como na comunicação entre mitocôndria e RE são mecanismos patológicos envolvidos nas deficiências da SO e da ETHE1. Além disso, visto que o bezafibrato e o JP4-039 exerceram efeitos protetores nos diferentes modelos, pode ser sugerido que esses compostos são promissores para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para as deficiências da SO e da ETHE1. / Sulfite and thiosulfate are accumulated in tissues of patients affected by sulfite oxidase (SO) deficiency, whereas thiosulfate also accumulates in the deficiency of ethylmalonic encephalopathy protein 1 (ETHE1). Patients present progressive encephalopathy and severe neonatal seizures, often resulting in early childhood death. In this study, we investigated the effects of sulfite in encephalic structures of SO-deficient rats, and of an intrastriatal injection of sulfite or thiosulfate in normal rats on redox and mitochondrial homeostasis. We also investigated possible alterations in these parameters in fibroblasts of patients. Initially, we observed that sulfite decreased reduced glutathione (GSH) levels and the activities of glutathione reductase (GR) and glutathione S-transferase (GST) in cerebral cortex, and of GST in cerebellum of SO deficient rats. Moreover, sulfite increased the activities of the respiratory chain complexes II and II-III in striatum and of complex II in hippocampus, whereas complex IV activity was decreased in striatum of SO deficient animals. In these animals, sulfite also reduced mitochondrial membrane potential in the cerebral cortex and in the striatum, as well as inhibited the activities of malate and glutamate dehydrogenase in cerebral cortex. Regarding the rats that received sulfite or thiosulfate via intrastriatal injection, both compounds reduced creatine kinase and citrate synthase activities, while sulfite decreased mitochondrial mass. Sulfite also decreased GSH levels and the activities of glutathione peroxidase (GPx), GR, GST, glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), whereas both sulfite and thiosulfate increased catalase activity. In addition, sulfite decreased PGC-1α nuclear levels and induced glial reactivity and neuronal damage. Bezafibrate prevented the alterations induced by sulfite in striatum. Finally, in the experiments with fibroblasts, we used four cell lines with ETHE1 deficiency and one cell line with SO deficiency. We observed a decrease in basal and maximal respiration in all cell lines, and ATP depletion in two ETHE1 deficient cell lines and in the SO deficient fibroblasts. We also verified variable alterations in the content of proteins involved in mitochondrial dynamics, and a decrease in the content of proteins involved in endoplasmic reticulum (ER)-mitochondria communication. Increased content of DDIT3, an ER stress marker, as well as high levels of superoxide and apoptosis induction were further seen in all cell lines. Treatment with the mitochondria-targeted free radical scavenger JP4-039 decreased superoxide levels in all cells lines and increased basal and maximal respiration in two ETHE1 deficient cell lines and in the SO deficient cells. Our findings provide evidence that alterations in energy and redox homeostasis, mitochondrial biogenesis and dynamics, as well as in the communication between mitochondria and ER are pathological mechanisms involved in the SO and ETHE1 deficiencies. Furthermore, since bezafibrate and JP4-039 exerted protective effects, it may be suggested that these compounds are attractive agents for the development of new therapeutic strategies aiming to improve the prognosis of patients affected by SO and ETHE1 deficiency.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3433.pdf: 978848 bytes, checksum: db91e12388088bbce1f290e9a7aeb7b9 (MD5) Previous issue date: 2011-02-04 / Financiadora de Estudos e Projetos / The dissertation consisted of two works. The aim of the first study was to evaluate respiratory muscle endurance (RME) in post myocardial infarction (MI) patients without respiratory muscle weakness [maximal inspiratory pressure (MIP)&#8805;60% of predicted] and its correlation with exercise tolerance. Participated in this study ten recent post-MI (<1.5 month post-MI [RIG]), nine late post-MI (>6 months post-MI [LIG]) and twelve healthy (control group [CG]) middle-aged men. They underwent spirometric evaluation, cardiopulmonary exercise test and two RME protocols (incremental [IP] and constant pressure [CP]). There were differences (p&#61603;0.05) in endurance pressure (PTHMAX) between the RIG and CG. There was a positive correlation for RIG between PTHMAX and maximal voluntary ventilation (MVV) (r=0.67) and peak oxygen consumption (VO2peak) (r=0.59). We conclude that RME seems to be reduced and related to peak exercise tolerance in recent MI patients without inspiratory muscle weakness. Similarly, in the second study, with nine subjects in RIG, ten in LIG and ten in CG, the aim was to characterize the metabolic and ventilatory behavior during testing of RME with IP and CP. In 70 and 80% of MIP (IL) and in the middle and final of CP test, the RIG had lower MET and higher VE/VCO2 compared CG. At 90% of MIP (IL), the RIG had lower VO2 and MET compared to CG. Moreover, RIG achieved lower pressure and product pressure-time using a similar percentage of VO2peak and oxygen consumption at anaerobic threshold (VO2AT) to sustain a 20% lower pressure than the CG. We conclude that the reduced capacity of RME in recent MI patients without inspiratory muscle weakness seems to occur due to lower ventilatory efficiency in the second part of the protocols, even in the presence of lower pressure overload. / A dissertação constou de 2 estudos descritos a seguir. O estudo I teve por objetivo avaliar a resistência dos músculos respiratórios (RMR) de indivíduos pós-infarto do miocárdio (IM) sem fraqueza muscular inspiratória [pressão inspiratória máxima (PIMAX)&#8805;60% do predito] e sua correlação com a tolerância ao exercício. Participaram deste estudo dez homens pós-IM recente (<1 mês e meio pós-IM [GIR]), nove pós-IM tardio (>6 meses pós-IM [GIC]) e doze homens saudáveis (grupo controle [GC]) de meia-idade. Estes foram submetidos a espirometria, teste cardiopulmonar e a dois protocolos de RMR [pressão incremental (RPI) e constante (RPC)]. Houve diferença (p&#61603;0,05) na pressão de resistência (PTHMAX) entre o GIR e o GC. Houve correlação positiva no GIR entre PTHMAX e ventilação voluntária máxima (VVM) (r=0,67) e o consumo de oxigênio no pico de exercício (VO2pico) (r=0,59). Concluímos que a RMR parece estar reduzida e relacionada a tolerância no pico do exercício em indivíduos pós-IM recente sem fraqueza muscular respiratória. Também foi realizado o estudo II, com nove indivíduos no GIR, dez no GIC e dez no GC, que teve por objetivo caracterizar o comportamento ventilatório e metabólico durante os testes de RPI e RPC. Em 70 e 80% da PIMAx (RPI) e no meio e final do teste de RPC, o GIR apresentou menor MET e maior VE/VCO2 em relação ao GC. Em 90% da PIMAx (RPI), o GIR apresentou menor VO2 e MET em relação ao GC. Além disto, GIR apresentou menor pressão e produto pressãotempo de RMR, utilizando semelhante percentual do VO2pico e do consumo de oxigênio no limiar de anaerobiose (VO2LAV) para pressões 20% menores em relação ao GC. Concluímos que a redução da capacidade de RMR em indivíduos na fase recente pós-IM e sem fraqueza muscular inspiratória parece ocorrer em virtude da menor eficiência ventilatória na segunda metade dos protocolos, mesmo na presença de menor sobrecarga pressórica.