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Participação do DNA mitocondrial e do receptor Toll-Like 9 (TLR9) na reatividade de aortas de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) machos e fêmeas. / Role of mitochondrial DNA and Toll-Like receptor 9 (TLR9) in the aorta reactivity of male and female spontaneously hypertensive rats (SHR).Pereira, Cinthya Echem de Souza 23 October 2017 (has links)
Hipertensão arterial (HA) ou pressão alta é uma doença com elevação crônica da pressão arterial (PA) e uma das maiores causas de óbitos no mundo. Há diferença sexual na HA. Receptores Toll-Like (TLRs) ativados induzem inflamação, situação presente na HA. Avaliamos o papel do DNA mitocondrial (DNAmit), que ativa TLR9 e é liberado por necrose celular, na reatividade de aortas de ratos hipertensos (SHR) machos e fêmeas. Estudamos a incubação do DNAmit na reatividade à acetilcolina, nitroprussiato de sódio (NPS), noradrenalina e fenilefrina (Fe), na expressão de TLR9, MyD88, ERK e eNOS e na concentração de IL-6, TNF-α, IL-10 e EROs. O conteúdo de DNAmit no soro e a PA foram maiores em machos SHR versus outros grupos. Em aortas de machos SHR o DNAmit alterou a reatividade ao NPS e Fe, ↑ERK e o DNAmit+Fe potencializou a ERK e ↑IL-6, TNF-α e IL-10. Nas fêmeas SHR o DNAmit ↓ERK, TNF-α e o aumento de EROs induzido por Fe. Portanto, há diferença sexual na modulação da resposta vascular de SHR pelo DNAmit. Tratamento similar da HA para homens e mulheres deve ser reavaliado. / Arterial hypertension (AH) or high blood pressure is a disease with chronic blood pressure (BP) elevation and one of the major causes of death in world. There is sexual difference in AH. Activated Toll-Like receptors (TLRs) induce inflammation, a condition present in AH. We evaluated the role of mitochondrial DNA (mtDNA), which activates TLR9 and is release by cellular necrosis, in aorta reactivity of male and female hypertensive rats (SHR). We studied mtDNA incubation in acetylcholine, sodium nitroprusside (SNP), noradrenaline and phenylephrine (Phe) reactivity, in TLR9, MyD88, ERK and eNOS expression and in IL-6, TNF-α, IL-10 and ROS concentration. Serum mtDNA content and BP were higher in males SHR versus other groups. In male SHR aorta the mtDNA modified the reactivity to SNP and Phe, ↑ERK and mtDNA+Phe potentiated ERK and ↑IL-6, TNF-α and IL-10. In females SHR the mtDNA ↓ERK, TNF-α and the increase in ROS induced by Phe. Thus, there is sexual difference in mtDNA modulation of SHR vascular response. Similar AH treatment for men and women might be reevaluated.
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Suplementação lipídica e antioxidante na vitrificação de oócitos murinos: impacto na qualidade oocitária e embrionária / Lipid and antioxidant supplementation in vitrification of murine oocytes: impact on oocyte and embryonic qualityIara Gonçalves Roberto Viana 19 September 2018 (has links)
Introdução. A criopreservação de oócitos é importante, tanto para a tentativa de preservação da fertilidade feminina, como nos tratamentos de reprodução assistida. Hipotetizamos que novas formulações de meios crioprotetores, contendo biomoléculas que participam da estrutura e funcionalidade celular, em particular da função mitocondrial e da dinâmica do sistema de membranas, poderiam melhorar a criotolerância e segurança da vitrificação. Objetivos. Este estudo teve como objetivo investigar os efeitos do meio padrão de vitrificação (T4) e T4 suplementado com L-carnitina (LC), LC-ácidos graxos (T4-AG) e LC-AGfosfatidilcolina (T4-PC) sobre a sobrevida e qualidade de oócitos criopreservados, mensurada por parâmetros do desenvolvimento in vitro de embriões, como número de núcleos totais (NT), de células na massa celular interna (MCI) e trofectoderma (TE) dos blastocistos oriundos de oócitos vitrificados nestes meios, assim como sobre os padrões de atividade mitocondrial oocitária. Materiais e métodos. Estudo experimental usando o camundongo da cepa C57BL/6 como modelo. Oócitos maturados in vivo, foram distribuídos em 5 grupos: controle a fresco (CT) e 4 grupos vitrificados: T4, T4-LC, T4-AG e T4-PC. Após a desvitrificação, foi analisada a sobrevida oocitária e os oócitos viáveis foram submetidos a fertilização in vitro ou utilizados para análise da atividade mitocondrial, por meio da análise de espécies reativas de oxigênio (EROs) intracelular por Intensidade de Fluorescência emitida pelo diacetato de 2,7- diclorodihidrofluoresceína, metabolismo oxidativo pela autofluorescência de dois fluoróforos endógenos [dinucleótideo de flavina adenina oxidado e o dinucleotideo reduzido de nicotinamida adenina (fosfato)] e potencial de membrana mitocondrial por Intensidade de Fluorescência (IF) emitida pelo JC1. Os oócitos dos 5 grupos submetidos a FIV foram cultivados por 96 horas, sendo comparados entre os grupos: taxa de fertilização e formação de blastocisto, assim como o número de NT, células MCI e TE e tamanho dos blastocistos. Resultados. A taxa de sobrevivência dos oócitos vitrificados em T4 foi superior a dos demais grupos T4-LC, T4-AG e T4-PC (respectivamente 100%, 97,07%, 96,75% e 97,95%). A taxa de fertilização do grupo CT (77,5%) foi superior a dos grupos T4, T4-LC e T4-PC, não diferindo do grupo T4-AG. Não foram evidenciadas diferenças estatisticamente significativas nas taxas de formação de blastocistos entre os grupos CT, T4, T4-LC, T4-AG e T4-PC (58,07%, 48,05%, 47,44%, 57,89% e 51,06%,respectivamente). Comparando-se o número NT e de células do TE dos blastocistos, observou-se que o os valores do grupo controle foram maiores do que o dos outros 4 grupos, que não apresentaram diferenças entre si. O número de células da MCI dos blastocistos do grupo controle foi superior ao dos grupos T4 e T4-LC e similar ao dos grupos T4-AG e T4- PC. Para o perfil de atividade mitocondrial, foram analisados 15 oócitos/grupo. Os níveis de EROs foram maiores no grupo CT comparado ao grupo T4 e menor quando comparado aos grupos T4-LC e T4-AG, mas sem diferença significativa em relação ao grupo T4-PC. Para Resumo analise do estado redox, o grupo CT teve maiores valores do que a dos grupos T4, T4-LC e T4- AG e o grupo T4-PC foi maior do que a dos outros quatro grupos. Para o potencial de membrana mitocondrial, o grupo CT teve maiores valores do que a do grupo T4-LC, menor do que a do grupo T4 e sem diferença estatisticamente significativa com a dos grupos T4-AG e T4-PC. Conclusão. O número de NT, células do TE e tamanho do blastocistos foram inferiores nos grupos vitrificados/desvitrificados em meio padrão e suplementados comparados ao controle. Porém, o número de células da MCI não foi diferente entre o grupo controle e os vitrificados T4- AG e T4-PC, sugerindo que a suplementação dos meios padrão com LC, AG e PC possa melhorar a competência do oócito e a subsequente qualidade embrionária, o que precisa ser melhor investigado antes da aplicação clínica dos novos meios. Apesar dos oócitos vitrificados no meio T4 terem apresentado taxa de sobrevivência estatisticamente superior a dos demais grupos, sugerimos que estas diferenças não apresentariam potencial relevância clínica. Os resultados de atividade mitocondrial revelam que há uma diferença importante entre oócitos controle e vitrificados com ou sem suplementos na eficiência da função mitocondrial, regulação do estado redox e controle intracelular das EROs, demonstrando que mais trabalhos são necessários para entender esta via metabólica e os diferentes efeitos dos meios de vitrificação. / Introduction. Cryopreservation of oocytes is important, both for the attempt to preserve female fertility and for assisted reproduction treatments. We hypothesize that novel cryoprotective formulations containing biomolecules that participate in cellular structure and functionality, particularly mitochondrial function and membrane system dynamics, could improve cryotolerance and safety of vitrification. Objeticve. The objective of this study was to investigate the effects of the standard vitrification medium (T4) and T4 supplemented with L-carnitine (LC), LC-fatty acids (T4-AG) and LC-AGphosphatidylcholine (T4-PC) on survival and quality of cryopreserved oocytes, measured by in vitro embryo development parameters, such as number of total nuclei (NT), cells in the internal cell mass (ICM) and trophoectoderma (TE) of the blastocysts derived from vitrified oocytes in these media, as well as on the patterns of oocyte mitochondrial activity. Materials and methods. Experimental study using the C57BL/6 mouse as a model. Matured in vivo oocytes were distributed into 5 groups: fresh (CT) control and four vitrified groups: T4, T4-LC, T4-AG and T4-PC. After devitrification, oocyte survival was analyzed and viable oocytes were submitted to in vitro fertilization or used for analysis of mitochondrial activity, through the analysis of intracellular reactive oxygen species (ROS) by Fluorescence Intensity emitted by diacetate of 2, 7-dichlorodihydrofluorescein, oxidative metabolism by the autofluorescence of two endogenous fluorophores [oxidized flavin adenine dinucleotide and the reduced dinucleotide of nicotinamide adenine (phosphate)] and mitochondrial membrane potential by Fluorescence Intensity (FI) emitted by JC1. The oocytes of the 5 groups submitted to IVF were cultured for 96 hours, being compared between the groups: fertilization rate and blastocyst formation, as well as number of NT, MCI and TE cells and size of blastocysts. Results. The survival rate of vitrified oocytes in T4 was higher than in the other groups T4-LC, T4-AG and T4-PC (respectively 100%, 97.07%, 96.75% and 97.95%). The fertilization rate of the CT group (77.5%) was higher than that of the T4, T4-LC and T4-PC groups, not differing from the T4-AG group. There were no statistically significant differences in the rates of blastocyst formation between the groups CT, T4, T4-LC, T4-AG and T4-PC (58.07%, 48.05%, 47.44%, 57.89% and 51.06%, respectively). Comparing the NT and TE cells of the blastocysts, it was observed that the values of the control group were higher than that of the other 4 groups, which did not present differences between them. The number of MCI cells from the blastocysts of the control group was higher than that of the T4 and T4-LC groups and similar to that of the T4-AG and T4-PC groups. For the mitochondrial activity profile, 15 oocytes/group were analysed. The levels of EROs were higher in the CT group compared to the T4 group and lower when compared to the T4-LC and T4-AG groups, but without significant difference in relation to the T4-PC group. For the analysis of the redox state, the CT group had higher values than the T4, T4-LC and T4-AG groups and the T4-PC group was higher than the other four groups. For the mitochondrial membrane potential, the CT group had higher values than the T4-LC group, lower than the T4 group and without a statistically significant difference with the T4-AG and T4-PC groups. Conclusion. The number of NT, TE cells and blastocyst size were lower in the vitrified/devitrified groups in standard medium and supplemented compared to control. However, the MCI cell number was not different between the control group and the vitrified T4-AG and T4-PC, suggesting that the supplementation of the standard media with LC, GA and CP could improve oocyte competence and subsequent embryo quality, which needs to be better investigated before the clinical application of the new media. Although vitrified oocytes in the T4 medium had a statistically higher survival rate than the other groups, we suggested that these differences would not present potential clinical relevance. The results of mitochondrial activity reveal that there is an important difference between control and vitrified oocytes with or without supplements in the efficiency of mitochondrial function, regulation of the redox state and intracellular control of ROS, demonstrating that more work is needed to understand this metabolic pathway and the different effects of the vitrification media.
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Alterações mitocondriais e tumorigênese de câncer gástrico em Sapajus apellaANTUNES, Symara Rodrigues 15 June 2018 (has links)
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Previous issue date: 2018-06-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Câncer é o nome dado a uma variedade de doenças que podem ocorrer em diferentes regiões do corpo, que se caracteriza principalmente pela proliferação desregulada de células. Uma organela muito importante, tanto em células normais quanto em células mutadas, é a mitocôndria, responsável pela maior parte da produção de ATP na célula. Mutações no DNA mitocondrial podem acarretar apoptose ou influenciar na eficiência da formação de ATP. Considerando diversas estimativas diferentes, o câncer gástrico sempre figura entre os cinco mais incidentes na população mundial, bem como na população brasileira e paraense. Dessa forma, entender o comportamento tumoral torna-se importante para o combate dessa patologia. O objetivo do trabalho, portanto, é
analisar a presença de alterações no DNA mitocondrial de linhagens de carcinoma gástrico implantadas em um modelo animal. Foram analisados quatro genes mitocondriais (COI, ATPase 8, ND1 e ND3) de quatro linhagens de câncer gástrico (AGP01, ACP02, ACP03 e PG100) e uma controle (Carcinossarcoma 256 de Walker) para avaliar as possíveis mutações do DNA mitocondrial. Essas linhagens foram inoculadas em primatas não humanos da espécie Sapajus apella, sendo que alguns animais receberam concomitantemente com as linhagens a substância carcinogênica N-metil-N-nitrosurea (MNU). Os tumores gástricos que se desenvolveram nos animais foram retirados cirurgicamente, após isso foi feita a extração do DNA, amplificação e sequenciamento das sequencias de interesse. Foram observadas alterações nos genes ND1 e ND3. As duas transições encontradas em ND1, uma na posição 3594 (CT) e 3693 (GA) do DNA mitocondrial, não possuíam registro associado a nenhuma patologia, tendo sido relacionadas com marcadores populacionais. Os resultados sugerem que alterações nos genes codificadores de proteínas que participam do Complexo I da cadeia respiratória são mais frequentes que em outras porções do mtDNA nas linhagens de carcinoma gástrico analisadas. / Cancer is the name given to a variety of diseases that can occur in different regions of the body, which is characterized primarily by the deregulated proliferation of cells. A very important organelle in both normal and mutated cells is mitochondria, responsible for most of the ATP production in the cell. Mutations in mitochondrial DNA can lead to apoptosis or influence the efficiency of ATP formation. Considering several different estimates, gastric cancer still in the five most incidental in world population, as well as in Brazilian and local population. In this way, understanding tumor behavior becomes important for fight against this pathology. With this, the objective of the present work was to analyze presence of mitochondrial DNA alterations of gastric carcinoma lines implanted in an animal model. Four mitochondrial genes (COI, ATPase 8, ND1 and ND3) from four gastric cancer strains (AGP01, ACP02, ACP03 and PG100) and one control (Carcinossarcoma 256 from Walker) were analyzed to evaluate possible mitochondrial DNA mutations. These
strains were inoculated in non-human primates of the Sapajus apella species, and some animals received the carcinogenic substance N-methyl-N-nitrosurea (MNU) concomitantly with the strains. The gastric tumors that developed in the animals
were surgically removed, after which DNA extraction, amplification and sequencing of the sequences of interest were done. Changes were observed in the ND1 and ND3 genes. The two transitions found in ND1, one at position 3594 (CT) and 3693 (GA) of mitochondrial DNA, had no associated pathological record and were related to population markers. The AG transition at position 10398 of the ND3 gene resulted in the change from one threonine to alanine in the resulting amino acid, only in lines with more aggressive behavior or after MNU administration. Two heteroplasms were also identified in the ND1 gene at positions 3594 (C / T) and 3693 (A / G) only in the PG100 line after MNU, suggesting a difference in the DNA repair system of this line compared to the others. The results suggest that changes in the genes encoding proteins that participate in Complex I of the respiratory chain are more frequent than in other portions of the mtDNA in the analyzed gastric carcinoma strains. / FAMAZ - Faculdade Metropolitana da Amazônia / UNINASSAU - Faculdade Maurício de Nassau
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Variação morfométrica entre os sexos, variabilidade genética e inferência de expansão histórica de Pygoscelis antarcticus, nas ilhas Shetland do Sul, AntárticaBrummelhaus, Jaqueline 21 November 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-11-21 / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / O pinguim-antártico (Pygoscelis antarcticus) tem suas populações distribuídas principalmente nas Ilhas Sandwich do Sul, Georgia do Sul e Shetlands do Sul e na região da Península Antártica. Algumas de suas características são o baixo dimorfismo sexual, a monogamia e o comportamento filopátrico. Esta tese tem como objetivos: 1) quantificar o dimorfismo sexual através de medidas morfológicas, testar uma função discriminante e avaliar o dimorfismo sexual entre duas áreas de reprodução distantes (Ilhas Rei George e Elefante, Shetlands do Sul); 2) caracterizar a distribuição espacial da variabilidade genética populacional entre colônias de reprodução nas Ilhas Rei George e Elefante, através de marcador mitocondrial. Na avaliação do dimorfismo sexual de tamanho, através de caracteres morfológicos, foi encontrado que machos são 6 a 9,4% maiores que as fêmeas e a equação discriminante formulada classifica corretamente 80,6% das aves. Não foi encontrada diferença no dimorfismo sexual entre as colônias de reprodução das Ilhas Rei George e Elefante. Mesmo sendo uma alternativa na determinação sexual, as equações discriminantes devem ser usadas com cautela em locais diferentes do que foram produzidas por causa dos erros de classificação. Quando equações discriminantes das Ilhas Deception e Rei George foram testadas para os dados da Ilha Elefante, obteve-se apenas 67,7% e 71% de acerto. Desta forma, a abordagem molecular é uma opção eficiente na resolução de dúvidas relacionadas à sexagem. Quanto à variabilidade genética com uso de marcador mitocondrial, foram encontrados 38 haplótipos para 61 indivíduos analisados, sendo apenas dois compartilhados nas colônias e todos os demais são exclusivos. Os valores de FST e da AMOVA revelam que a divergência entre as populações é baixa e que a maioria da variação genética (98,3%) ocorreu dentro das populações. Isso poderia ser justificado por um alto fluxo gênico entre as populações, mas não corrobora com o comportamento filopátrico da espécie. Os testes de neutralidade e de expansão demográfica apontam para uma evolução neutra e possibilidade de expansão, que ocorreu há mais de dois milhões de anos atrás e no último um milhão de anos o tamanho efetivo populacional manteve-se constante. Os resultados ressaltam a ocorrência de uma expansão populacional a partir de uma população geneticamente homogênea e a manutenção do tamanho efetivo em longa escala de tempo pode ter amplamente contribuído para a falta de estruturação genética entre as colônias recentes de pinguim-antártico. / Chinstrap penguin (Pygoscelis antarcticus) has their populations distributed mainly in South Sandwich, South Georgia and South Shetlands Islands, and the Antarctic Peninsula. This specie presents low sexual dimorphism, monogamy and philopatric behavior. This thesis aims to: 1) to evaluate sexual dimorphism among males and females and among two breeding areas (King George and Elephant Islands) using morphological characters and to obtain a discriminant function based on the characters that best identify the sex of Chinstrap penguins; 2) to determine the spatial structuring of population genetic variation among breeding colonies at King George and Elephant Islands, using mitochondrial control region. In the assessment of sexual dimorphism using morphological characters, were found that males were 6 to 9.4% larger than females and discriminant equation formulated correctly classifies 80.6% of the birds. There was no difference in sexual dimorphism between the breeding colonies of King George and Elephant Islands. However, the discriminant function should be used with caution in different locations than are produced because penguins may be misclassified. When discriminant equations from Deception and King George Islands were tested for Elephant Island data, we obtained only 67.7% and 71% accuracy. Where there is doubt in the field, it would be interesting to apply molecular sexing technique. For genetic variability using mitochondrial control region, were found 38 haplotypes for 61 individuals analyzed, only two were shared in the colonies and all others are exclusive. FST and AMOVA values revealed that the divergence between populations is low and that most of genetic variation (98.3%) occurred within populations. This could be explained by a high gene flow among populations, but does not corroborate with the philopatric behavior of this specie. The neutrality tests and Mismatch distribution point to a neutral evolution and possibility of expansion, which occurred more 2 Mya and the last 1 Mya, the effective population size remained constant. The results show the occurrence of a population expansion from a genetically homogeneous population and maintenance of effective size in long time scale can have widely contributed to the lack of genetic structuring among the current colonies of Chinstrap penguin.
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Restrição calórica e mitocôndrias: papel no envelhecimento de Saccharomyces cerevisiae / Caloric Restriction and Mitochondria: Role in Saccharomyces cerevisiae agingOliveira, Graciele Almeida de 10 December 2010 (has links)
A restrição calórica (RC) é uma intervenção dietética capaz de estender a longevidade de vários organismos. O modelo para RC em Saccharomyces cerevisiae consiste da diminuição da concentração de glicose no meio de cultura e mostra um aumentado tanto do tempo de vida cronológico quanto replicativo. Nosso objetivo foi investigar experimentalmente a ação da RC, focando principalmente nas causas e consequências das modificações de geração de EROs mitocondriais e como estas estão associadas ao processo de envelhecimento. Em um primeiro período de estudos, verificamos quais as fontes mitocondriais de EROs, e comprovamos que uma quantidade significativa se origina de proteínas da matriz mitocondrial, e não da cadeia de transporte de elétrons. Nós estudamos a participação de glicose e de outras fontes de carbono sobre o tempo de vida cronológico em leveduras e mostramos que o aumento da longevidade promovida pela RC está associado à uma mudança de metabolismo fermentativo para respiratório, com participação da via de sinalização de glicose. No estágio realizado no laboratório do Professor Francis Sluse na Université de Liegè, Bélgica, estudamos a ação da RC em leveduras focando nas consequências das modificações no proteoma mitocondrial. Em nosso estudo proteômico, encontramos grandes modificações em proteínas envolvidas com o metabolismo de aminoácidos. Monitoramos a atividade de enzimas relacionadas ao metabolismo de aminoácidos e o tempo de vida cronológico de S. cerevisiae e as mutantes nulas bat2Δ, gdh1Δ, gdh2Δ e gdh3Δ, que codificam a aminotransferase de aminoácidos de cadeia ramificada citosólica, NADP glutamato desidrogenase citosólica, a NAD glutamato desidrogenase mitocondrial, e a NADP glutamato desidrogenase mitocondrial, respectivamente. A atividade da NAD glutamato desidrogenase é aumentada em RC, mas a de NADP glutamato desidrogenase decresce em células controle. Aumentos do tempo de vida cronológico foram observados nas mutantes bat2Δ e gdh1Δ devido a RC, mas nenhuma diferença significativa foi encontrada nas mutantes nulas para Gdh2p e Gdh3p em fase estacionária, indicando que essas proteínas são essenciais para os efeitos benéficos da RC. Nessas células WT crescidas em condições normais e as mutantes nulas apresentam iguais longevidades. Juntos, nossos resultados indicam que o aumento da longevidade em S. cerevisiae promovida pela RC depende da interação entre o sinal de glicose e o metabolismo de aminoácidos. / Calorie restriction (CR) is a dietary intervention capable of extending lifespans in a wide range of organisms. A yeast model of CR has been developed in which limiting the concentration of glucose in growth media of Saccharomyces cerevisiae leads to enhanced chronological and replicative life spans. Our aim was to experimentally investigate the effects of CR, focusing mainly on the causes and consequences of changes in mitochondrial reactive oxygen species (ROS) generation and how these are associated with the aging process. Initially, we looked for sources of mitochondrial ROS, and found that a significant amount of ROS comes from mitochondrial matrix enzymes and not from the electron transport chain. We studied the participation of glucose and other carbon sources in chronological lifespan and show that increased longevity promoted by CR is associated with a metabolism change from fermentation to respiration, with participation of glucose repression pathway. During studies performed in the laboratory of Professor Francis Sluse at the Université de Liège, Belgium, we studied the effect of CR in yeast with focus on the consequences of changes in the mitochondrial proteome. We found large proteomic changes in proteins involved in amino acid metabolism. We monitored the activity of enzymes related to amino acid metabolism and chronological life span of S. cerevisiae null mutants bat2Δ, gdh1Δ, gdh2Δ, and gdh3Δ, which encode for the cytosolic branched-chain amino acid aminotransferase, cytosolic NADP glutamate dehydrogenase, mitochondrial NAD glutamate dehydrogenase and mitochondrial NADP glutamate dehydrogenase, respectively. The activity of NAD glutamate dehydrogenase is increased in CR, but NADP glutamate dehydrogenase decreases in control cells. Increases in chronological life span due to RC were observed in bat2Δ and gdh1Δ mutants, but no significant difference was found in Gdh2p and Gdh3p null mutants in the stationary phase, indicating that these proteins are essential for the beneficial effects of CR. In rich medium, WT cells and null mutants have similar life spans. Together, our results indicate that longevity enhancement by CR in S. cerevisiae depends on the interaction between glucose signals and amino acid metabolism
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Aplicação da metodologia de dissociação em alta resolução (HRM) para determinação de perfis genéticos com interesse forense / Application of the high resolution melting (HRM) methodology to determine genetic profiles with forensic interestAlípio dos Santos Rocha 06 February 2015 (has links)
A genética forense tem grande importância na geração de provas em casos de violência sexual, paternidade criminal, identificação de cadáveres e investigação de evidências de locais de crime. A análise de STRs apresenta grande poder de discriminação, mas é uma metodologia multi-etapas, trabalhosa, cara e em muitos casos a análise genética é prejudicada pela baixa quantidade e qualidade das evidências coletadas. Este estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar uma metodologia de triagem de amostras forenses através da análise de perfis de dissociação em alta resolução (HRM) de regiões do DNA mitocondrial, o qual está presente em maior número de cópias e mais resistente a degradação. Para tanto, foram extraídos DNAs de 68 doadores. Estas amostras foram sequenciadas e analisadas por HRM para sete alvos no DNA mitocondrial. Também foram realizados ensaios para determinar a influência do método de extração, da concentração e nível de degradação do DNA no perfil de HRM obtido para uma amostra. Os resultados demonstraram a capacidade da técnica de excluir indivíduos com sequências diferentes da referência comparativa em cinco regiões amplificadas. Podem ser analisadas em conjunto, amostras de DNA com variação de concentração de até a ordem de 100 vezes e extraídas por diferentes metodologias. Condições de degradação de material genético não prejudicaram a obtenção de perfis de dissociação em alta resolução. A sensibilidade da técnica foi aprimorada com a análise de produtos de amplificação de tamanho reduzido. A fim de otimizar o ensaio foi testada a análise de HRM em reações de PCR duplex. Um dos pares de amplificação forneceu perfis de HRM compatíveis com resultados obtidos de reações com amplificação de apenas um dos alvos. Através da análise conjunta das cinco regiões, esta metodologia visa a identificação de indivíduos não relacionados com as referências comparativas, diminuindo o número de amostras a serem analisadas por STRs, reduzindo gastos e aumentando a eficiência da rotina de laboratórios de genética forense. / The forensic genetics has an important role in the generation of evidence in cases of sexual assault, criminal paternity, identification of corpses and crime scenes investigation. The analysis of STRs has great power of discrimination, but it is a multi-stage methodology, complex, expensive and in many cases the genetic analysis is hampered by the low quantity and quality of evidence collected. This study aimed to develop and characterize a forensic samples screening methodology to examine high resolution melting profiles (HRM) of regions of the mitochondrial DNA, which is present in more copies and more resistant to degradation. Thus, we extracted DNA from 68 donors. These samples were sequenced and analyzed by HRM to seven mitochondrial DNA targets. Tests were also conducted to determine the influence of extraction method, concentration and DNA degradation level of HRM profile obtained for a sample. The results demonstrated the technical ability to exclude individuals with different sequences of comparative reference amplified in five regions. Can be analyzed together samples with varying concentration to the order of 100 times and extracted by different methods. Genetic material degradation conditions did not prevent obtaining high resolution melting profiles. The sensitivity of the technique was improved with the analysis of reduced size amplification products. In order to optimize the assay HRM analysis was tested in duplex PCR reactions. A pair of amplification provided HRM profiles consistent with results from amplification in reactions with only one of the targets. Through the joint analysis of the five regions, this approach aims to identify individuals not related to comparative references, reducing the number of samples to be analyzed by STRs, reducing costs and increasing the efficiency of the routine of forensic genetics laboratories.
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Caracterização clínica, laboratorial e de neuroimagem de pacientes com doença mitocondrial associada à mutação m.3243A>G / Clinical, laboratory and neuroimaging features of patients with mitochondrial disease associated with mutation m.3243A > GMargleice Marinho Vieira Rocha 01 July 2016 (has links)
INTRODUÇÃO: A forma clássica de encefalomiopatia mitocondrial associada à mutação do DNA mitocondrial m.3243A>G é a Mitochondrial Encephalomyopathy with Lactic Acidosis and Stroke-like episodes (síndrome de MELAS). Entretanto, o espectro de manifestações clínicas dos indivíduos que apresentam essa mutação é bastante amplo. OBJETIVO: Descrever o espectro clínico, laboratorial e de imagem de pacientes com doença mitocondrial decorrente da mutação m.3243A>G. MÉTODOS: Estudo descritivo retrospectivo de uma série de casos de pacientes com a mutação m.3243A>G em seguimento no ANEM/HCFMRP-USP. Os dados clínicos e informações sobre exames complementares foram coletados através de revisão sistemática dos prontuários médicos dos pacientes selecionados. Os exames de neuroimagem foram revisados juntamente com neurorradiologista experiente para descrição das lesões encontradas. RESULTADOS: No período compreendido entre maio de 2000 e maio de 2015, a mutação m.3243A>G foi pesquisada em um total de 817 pacientes, em DNA extraído de células do sangue periférico (n= 441), de fragmentos de biópsia de músculo esquelético (n= 293), de ambos (n= 82) e mais raramente de células do sedimento urinário (n=1). Dentre esses, 16 indivíduos de 12 famílias apresentaram a referida mutação, resultando em uma taxa de detecção da mutação de 1,96% nessa população. Foram incluídos no estudo 12 indivíduos de 9 famílias que estavam em seguimento no nosso serviço. Os achados mais comuns nesta série foram em ordem de frequência: sinais de miopatia, transtornos neurocomportamentais, epilepsia, endocrinopatias, ataxia cerebelar, migrânea, episódios semelhantes a AVC, vômitos recorrentes, distúrbios de condução cardíaca, neuropatia periférica e sinais de disautonomia, mioclonias, surdez neurossensorial, cegueira cortical, comprometimento ocular, e proteinúria. Em nossa série, identificamos que cinco pacientes foram classificados com a forma clássica de MELAS, dois apresentaram CPEO associada a outros sintomas como transtornos psiquiátricos e diabetes mellitus. Os demais pacientes apresentavam características clínicas que não configuravam uma síndrome clinica definida. Além das lesões semelhantes a AVC, as lesões reveladas por neuroimagem mais frequentes nessa população foram alteração de sinal dos núcleos da base, atrofia encefálica e alteração de sinal da substância branca, sendo igualmente prevalentes entre os pacientes com a síndrome clássica de MELAS e os pacientes que não apresentaram lesões semelhantes a AVC. Dos pacientes com MELAS, 100% apresentaram pico anômalo de lactado e 60% redução do NAA à espectroscopia de prótons; enquanto que entre os pacientes sem lesões semelhantes a AVC essas alterações foram encontradas em dois e em um paciente Caracterização clínica, laboratorial e de neuroimagem de pacientes com doença mitocondrial associada à mutação m.3243A>G 8 respectivamente. Nós identificamos o achado inédito de azoospermia associada à mutação m.3243A>G. Essa é a maior série de casos de pacientes brasileiros com a mutação m.3243A>G até o momento. CONCLUSÃO: O amplo espectro de apresentação clínica e de neuroimagem é uma característica notável entre os pacientes com a mutação m.3243A>G do DNAmt. Essa desordem deve ser considerada em pacientes com evidência de sinais e sintomas que sugiram acometimento multissistêmico. / INTRODUCTION: The classic form of mitochondrial encephalomyopathy associated with m.3243A>G mutation is the Mitochondrial Encephalomyopathy with Lactic Acidosis and Stroke-like episodes (MELAS syndrome). However, the spectrum of clinical manifestations of patients with this mutation is quite wide. OBJECTIVE: To describe the clinical, laboratory and imaging spectrum of patients with mitochondrial disease due to m.3243A>G mutation METHODS: A retrospective descriptive study of a series of cases of patients with the m.3243A>G mutation in follow-up in ANEM/HCFMRP-USP. Clinical data and information about additional tests were collected through systematic review of medical records of selected patients. Neuroimaging studies were reviewed with supervision of experienced neuroradiologist and the lesions were described. RESULTS: Between May 2000 and May 2015, the mutation m.3243A>G was evaluated in a total of 817 patients, on DNA extracted from peripheral blood (n = 441), skeletal muscle biopsy samples (n = 293), both (n = 82) and more rarely urinary sediment cells (n = 1). We founded 16 individuals 12 families with the mutation, resulting in a mutation detection rate of 1.96 % that population. 12 individuals from nine families, who were following at our service, were included in this study. The most common findings in this series were in order of frequency: myopathy signs, neurobehavioral disorders, epilepsy, endocrine disorders, cerebellar ataxia, migraine, stroke-like episodes, recurrent vomiting, cardiac conduction disorders, peripheral neuropathy and signs of dysautonomia, myoclonus, sensorineural deafness, cortical blindness, uveitis, and proteinuria. In our series, we found that five of the patients were classified with the classical MELAS syndrome, two patients had CPEO associated with other symptoms such as psychiatric disorders and diabetes mellitus. The remaining patients had other features of mitochondrial disease not consistent with another recognised syndrome. In addition to stroke-like lesions, the more frequent lesions revealed in neuroimaging studies were deep gray matter changes, brain atrophy and white matter changes. These changes had similar prevalences between the patients with the classic syndrome of MELAS and patients who did not have stroke-like lesions. All patients with classical MELAS have lactate peak and 60% of them have reduction of NAA at spectroscpopy; while these changes were found in two and one patient respectively, in the group of patients without stroke-like lesions. We identified azoospermia in one paciente with classic MELAS, a finding not previously associated with m.3243A>G. At moment, this is the largest Brazilian case series of patients with the m.3243A>G mutation. Clinical, laboratory and neuroimaging features of patients with mitochondrial disease associated with mutation m.3243A > G 10 CONCLUSION: The wide spectrum of clinical presentation and neuroimaging is a notable feature among patients with the mutation m.3243A> G mtDNA. This disorder should be considered in patients with evidence of signs and symptoms suggestive of multisystem involvement.
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Efeitos da restrição calórica nas vias de sinalização por insulina e óxido nítrico: implicações para biogênese, morfologia e função mitocondriais / Calorie restriction restriction effects on insulin and nitric oxide signaling: implications to mitochondrial biogenesis, morphology and function.Fernanda Menezes Cerqueira 27 February 2012 (has links)
A restrição calórica (RC) estende a expectativa de vida de muitos organismos por mecanismos ainda em estudo. Entre os vários efeitos fisiológicos da RC encontra-se o aumento na biogênese mitocondrial, dependente de óxido nítrico (NO•), sintetizado pela enzima óxido nítrico sintase endotelial (eNOS). Um dos indutores fisiológicos mais potentes da eNOS é a insulina, cujos níveis plasmáticos são consideravelmente reduzidos nos organismos em RC. O objetivo deste trabalho foi investigar os mecanismos associados ao aumento da sinalização por NO• durante a RC in vivo e in vitro, e as conseqüências celulares do aumento de massa mitocondrial no que diz respeito à longevidade e capacidade respiratória celulares. Submetemos camundongos Swiss fêmeas à RC de 40% e observamos um considerável aumento tecido-específico na fosforilação basal de Akt e eNOS em músculo esquelético, tecido adiposo visceral e cérebro, os quais também apresentaram maior massa mitocondrial. A associação entre a sinalização por insulina, NO• e biogênese mitocondrial foi adicionalmente confirmada em um grupo de camundongos tratados com o desacoplador mitocondrial dinitrofenol (DNP), que também reduz a insulinemia e aumenta a longevidade em camundongos. Para o estudo mecanístico deste fenômeno, usamos soros de ratos Sprague-Dawley submetidos à RC de 40% ou alimentados ad libitum (AL) em cultura celular de células vasculares da musculatura lisa (VSMC), reproduzindo um protocolo descrito para RC in vitro. O uso do soro RC aumentou a fosforilação do receptor de insulina e Akt, a expressão de eNOS e nNOS (forma neural da NOS) e a fosforilação de eNOS, o que se refletiu em maior liberação de nitrito (NO2) no meio de cultura. Inibindo-se a Akt, todos os efeitos promovidos pela RC na sinalização por NO• foram revertidos. Ao se imunoprecipitar do soro a adiponectina, citocina conhecida por aumentar a sensibilidade à insulina, aumentada durante a RC, os efeitos do soro RC na via de sinalização de insulina foram abolidos e, conseqüentemente, os efeitos na sinalização por •NO foram prevenidos. Neurônios de células granulosas de cerebelo, que não expressam eNOS, apenas nNOS, foram cultivados com os soros AL ou RC, e também apresentaram considerável aumento na sinalização por •NO. Estas alterações induziram a biogênese mitocondrial e capacidade respiratória, e foram associadas à maior longevidade celular. Os mesmos efeitos mitocondriais foram observados em células secretoras de insulina, INS1, entretanto a secreção de insulina em resposta à glicose tornou-se inibida, por um mecanismo desconhecido, porém associado a reduzidos níveis intracelulares de espécies oxidantes, moléculas-chave para a secreção de insulina; e à alteração da morfologia mitocondrial, provavelmente devido à maior expressão de mitofusina-2 (Mfn-2). Ao se nocautear a Mfn-2, houve um aumento na geração de EROs e as células em RC passaram a secretar insulina a níveis comparáveis aos das células controle. Concluímos que durante a RC a maior sensibilidade à insulina aumenta a atividade de eNOS, via Akt, associada à maior biogênese mitocondrial. A adiponectina é uma molécula-central nestes eventos. A expressão de nNOS também é afetada, por mecanismos desconhecidos. O aumento de biogênese mitocondrial eleva a capacidade respiratória celular e impacta positivamente a longevidade in vitro. A alteração da morfologia mitocondrial associa-se a alterações na produção de oxidantes intracelulares e mudanças na secreção de insulina. / Calorie restriction (RC) is known to extend the lifespan in many organisms, and its mechanisms of action are still under investigation. Enhanced mitochondrial biogenesis driven by nitric oxide (•NO), synthesized by the endothelial nitric oxide synthase (eNOS), is proposed to be a CR central effect. Insulin is one of the most potent physiological activators of eNOS. However, plasmatic insulin levels are dramatically reduced in organisms under CR. The goal of this work was uncover the mechanisms associated with enhanced •NO signaling during CR, in vivo and in vitro, as well as the cellular consequences of increased mitochondrial mass, regarding lifespan and reserve respiratory capability. Female Swiss mice were submitted to 40% of CR. A tissue-specific (skeletal muscle, abdominal adipose tissue and brain) increment in basal Akt and eNOS phosphorylation, which was related to enhanced mitochondrial biogenesis, was observed. Indeed, this association was also verified in tissues from mice treated with low doses of a mitochondrial uncoupler, dinitrophenol (DNP). To unveil the mechanism behind the insulin signaling effects on •NO levels, serum from Sprague-Dawley rats submmited to 40% of CR was used to culture in VSMC cells, an in vitro CR protocol. CR sera enhanced insulin receptor (IR) and Akt phosphorylation, as well as nitrite (NO2-) accumulation in the culture media, the expression of eNOS and nNOS (neural NOS isoform) and eNOS phosphorylation. The effects of CR sera were reversed by Akt inhibition. The immunoprecipitation of serum adiponectin, a cytokine known to improve peripheral insulin sensitivity, also reversed the CR serum effects on insulin and •NO signaling. Cerebellar neurons, which do not express eNOS, just nNOS, were also cultured with CR or AL serum and also presented striking increments in •NO signaling, associated with mitochondrial biogenesis, increased reserve respiratory capability and lifespan extension. The mitochondrial effects promoted by CR were also observed in insulin secreting cells (INS1). However, under the CR condition, insulin secretion stimulated by glucose was impaired. The likely explanations are reduced mitochondrial reactive oxygen species (ROS) generation, or the alteration in mitochondrial morphology, associated, in our model, with enhanced mitofusin-2 expression (Mfn-2). In cells which the Mfn-2 was knocked down, insulin secretion in CR and AL groups was responsive to glucose at the same level, and the intracellular oxidants levels were much higher. Overall, CR improves •NO signaling due to enhanced insulin sensitivity, through Akt, and results in mitochondrial biogenesis. Adiponectin is a key molecule in this phenomenon. Increments in mitochondrial mass enhance the cellular reserve respiratory capability and lifespan. Mitochondrial morphology alterations are associated with possible decreases in ROS generation and impaired insulin release, maintained the low levels of plasmatic insulin.
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Determinação da variabilidade genético-morfológica em populações de Euglossa pleosticta Dressler, 1982 (Apidae, Euglossini) / Determination of genetic-morphologic variability in population of Euglossa pleosticta Dressler, 1982 (Apidae, Euglossini)Marina Lopes Grassi Sella 06 April 2017 (has links)
As abelhas da tribo Euglossini, possuem elevada representatividade nas florestas tropicais (25% da comunidade apícola existente) distribuindo-se do sul dos EUA ao centro da Argentina, sendo restritas à região Neotropical. A espécie Euglossa pleosticta, com ocorrência relatada exclusivamente no território brasileiro, possui hábito de vida solitário e costuma estar presente em levantamentos realizados em remanescentes da Mata Atlântica. Pouco se sabe sobre sua estrutura populacional e os efeitos da fragmentação florestal sobre as mesmas. Sendo assim, a realização de um estudo populacional para esta espécie é algo relevante, uma vez que colabora para a compreensão dos efeitos da fragmentação florestal na variabilidade genética do grupo, sendo objetivo deste trabalho, caracterizar a variabilidade genética e morfológica desta espécie, utilizando ferramentas morfológicas (Morfometria Geométrica de asas e Assimetria Flutuante), e moleculares (DNA microssatélite e DNA mitocondriais). Sendo assim, trabalhamos com 293 amostras de E. pleosticta coletadas em três fragmentos de mata no Estado de São Paulo. Para as análises morfológicas, foram marcados 18 marcos anatômicos nas intersecções das nervuras das asas anterior direita de cada abelha. Nas análises de microssatélite, trabalhamos com oito loci heterólogos e para realizarmos as análises de DNA mitocondrial, analisamos 20 abelhas por localidade, amplificando segmentos do Citocromo B. Nas análises de Morfometria Geométrica e Microssatélites de DNA, as localidades estudadas formaram dois grupos, os quais corroboraram quanto às características de fitofisionomia, clima, altitude e distância geográfica compartilhadas entre as localidades. Nossos dados sugerem a presença de ecotipos localmente adaptados, o que pode ser explicado em função da plasticidade fenotípica, a qual é muito comum em insetos que vivem em ambientes variados. Na análise de Assimetria Flutuante, observamos valores significativos de assimetria flutuante e assimetria direcional para as três localidades estudadas. Já na análise de DNA mitocondrial, encontramos nove haplótipos, com diversidade nucleotídica (? = 0,01636) e diversidade haplotípica (Hd = 0,777), sendo apenas um destes haplótipos compartilhado (H2). O teste de Fst par a par indicou estruturação genética populacional, e na AMOVA a maior taxa de variação observada foi quando consideramos a estruturação de um único grupo com variação interpopulacional (61,9%). Os testes de Mantel realizados tanto para distância genética quanto para distância morfológica, não apresentaram correlação quando relacionadas com distância geográfica. A falta de concordância entre os marcadores moleculares, é algo que já foi relatado em outros trabalhos e pode ser explicado em função da diferente taxa de evolução dos mesmos, uma vez que o marcador mitocondrial é mais conservado quando comparado com o de microssatélite. Em conjunto, estes marcadores apontam para a formação de subpopulações localmente adaptadas (ecotipos) para a espécie de E. pleosticta, provavelmente em decorrência dos processos recentes de fragmentação de habitat. / The bees from Euglossini tribe have high representativeness in tropical forests (25% of existing bee community) and are distributed from the south of USA to the center of Argentina, being restricted to Neotropical region. The Euglossa pleosticta species, with occurrence reported exclusively in the Brazilian territory, has solitary behaviour and, according to some researches, use to be present in Atlantic forest remnants. Little is known about its population structure and the forest fragments effects over them. Therefore, the realization of a population study of this species is relevant, since it contributes to the comprehension of the forest fragmentation effects in the genetic variability of this group. The ultimate goal of this research was to characterize the genetic and morphological variability of this species, usinging morphological tools (Geometric Morphometrics of forewings and Fluctuation Asymmetry) and molecular tools (Microsatellite DNA and Mitocondrial DNA). Thus, we have worked with 293 samples of E. pleosticta, which were collected from three forest fragments in São Paulo state. For the morphological analyses, 18 landmarks were plotted in the vein intersections of the right forewing of each bee. On the Microsatellite DNA analysis, we have worked with eight heterologous loci and on the Mitocondrial DNA analysis, we amplified the Cytochrome B segments to 20 bees per locality. In the Geometric Morphometry and DNA Microsatellites analyzes, two groups were formed from the studied localities, which corroborated to the characteristics of phytophysiognomy, climate, altitude and geographic distance shared between the localities. Our data suggest the presence of locally adapted ecotypes, which can be explained by phenotypic plasticity, which is very common in insects living in different environments. In the Fluctuation Asymmetry analysis, we observed significant values of Fluctuation and Directional Asymmetry for all studied localities. In the mitochondrial DNA analysis, we found nine haplotypes with nucleotide diversity (? = 0.01636) and haplotypic diversity (Hd = 0.777), where only one was shared (H2). The Fst pairwise test indicated population genetic structuring and, in AMOVA, the highest rate of variation was observed when we considered the structuring of a single group with interpopulation variation (61.9%). The Mantel test performed for both genetic and morphological distances, did not present correlation when related to geographic distance. The disagreement between the molecular markers has already been reported in other studies and can be explained by the different rate of evolution of these markers, since the mitochondrial marker is more conserved when compared to the microsatellite. Together, these markers indicate the formation of locally adapted subpopulations (ecotypes) for the species E. pleosticta, probably due to the recent cases of habitat fragmentation.
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Propriedades redox de canais de potássio mitocondriais ATP-sensíveis em cérebro de seu efeito neuroprotetor em excitotoxicidade / Redox Properties of Brain Mitochondrial ATP-Sensitive Potassium Channels and Neuroprotective Effects in ExcitotoxicityMaynara Fornazari 29 August 2008 (has links)
Muitos estudos demonstram que a abertura de canais de K+ mitocondriais sensíveis à ATP (mitoKATP) previnem contra danos promovidos por isquemia/reperfusão em coração. Em geral, esta proteção envolve mudanças no estado redox mitocondrial. Em cérebro, sabe-se que agonistas farmacológicos de mitoKATP também protegem em modelo de isquemia/reperfusão. Entretanto, os mecanismos envolvidos na prevenção de danos em cérebro ainda não estão claros. O objetivo principal deste trabalho é compreender os efeitos de canais de K+ mitocondriais ATP-sensíveis em tecido cerebral e os mecanismos pelos quais a sua ativação pode proteger contra danos promovidos por excitotoxicidade, uma das principais conseqüências de um evento isquêmico em cérebro. Neste contexto, demonstramos a proteção pelo mitoKATP em modelo de excitotoxicidade induzida pela ativação direta de receptores NMDA, utilizando cultura de células granulosas de cerebelo. Paralelamente a essa proteção, verificamos que a ativação de mitoKATP reduz a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS). Em mitocôndrias isoladas, observamos que ROS geradas pela mitocôndria ativam mitoKATP cerebral, resultando em um aumento da captação de K+ para a matriz, medida através da técnica de inchamento mitocondrial. Em condições de baixa geração de ROS, a adição de H2O2 exógeno ativa o inchamento mitocondrial em resposta à entrada de K+ de modo prevenido por catalase, assim, confirmando que a atividade desses canais é redox-sensível. A ativação de mitoKATP por agonistas farmacológicos, como diazóxido, também é maior na presença de alta geração de ROS, conforme indicado por uma leve diminuição no potencial de membrana mitocondrial. Interessantemente, a adição de um redutor tiólico, 2-mercaptopropionilglicina (MPG) previne a ativação de mitoKATP. A ativação de mitoKATP não alterou a capacidade de captar Ca2+ pela mitocôndria, demonstrando que este não é o mecanismo pelo qual esses canais previnem morte celular excitotóxica. Não foram observados efeitos desses canais em modelo de excitotoxicidade in vivo e em modelo de doença neurodegenerativa, acidose metilmalônica. Juntos, nossos resultados demonstram que mitoKATP cerebrais agem como sensores de ROS mitocondrial, que quando ativados reduzem a liberação de ROS por um leve desacoplamento, prevenindo morte neuronal por excitotoxicidade NMDA-induzida / Several studies have shown that mitochondrial ATP-sensitive K+ channel (mitoKATP) opening prevents ischemia/reperfusion injuries in heart, in a manner involving changes in redox state. In brain, mitoKATP agonists also protect against ischemia/reperfusion. However, the exactly mechanism that mitoKATP protects the brain is still unclear. The purpose of this work is to understand the effects of mitochondrial ATP-sensitive K+ channels in brain and how this channel can protect against excitotoxic cell death, the main consequence of a cerebral ischemia. In this context, we demonstrate that mitoKATP protects against excitotoxicity promoted by NMDA receptor activation in cultured cerebellar granule cells. In paralell, we verified that mitoKATP activation also decreases reactive oxygen species (ROS). In isolated mitochondria, we observed that mitochondrially-generated ROS can activate brain mitoKATP, resulting in enhanced K+ uptake into the matrix, measured as swelling of the organelle. Under conditions in which mitochondrial ROS release is low, exogenous H2O2 activated swelling secondary to K+ entrance, in a manner prevented by catalase, confirming that the activity of this channel is redox-sensitive. Activation of mitoKATP channels by the pharmacological agonist diazoxide was also improved when endogenous mitochondrial ROS release was enhanced, as indicated by mild decreases in mitochondrial membrane potentials. Interessantly, mitoKATP activation was preveted by the thiol reductant 2-mercaptopropionylglycine (MPG). Mitochondrial Ca2+ uptake was not modified by opening mitoKATP, suggesting that this is not the mechanism through which this channel prevents excitotoxic cell death. In an in vivo excitotoxicity model and also neurodegenerative disease model, methylmalonic acidemia, the effects of mitoKATP agonists were not observed. Together, our results demonstrate that brain mitoKATP acts as a mitochondrial ROS sensor, which, when activated, prevents ROS release by mildly uncoupling respiration from oxidative phosphorylation, decreasing excitotoxic cell death
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