O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da sobrecarga de leucina no músculo sóleo de ratos submetidos à DGO (Distração Gradual Osteogênica). Vinte e cinco ratos Wistar foram divididos em 5 grupos: controle, sham-lengthening, leucina, DGO e DGO+leucina. A DGO de 2mm/dia foi realizada na tíbia até um ganho de 20% e a sobrecarga de leucina (114mM) foi administrada oralmente. Avaliou-se: estrutura histológica muscular, número de sarcômeros em série, área dos diferentes tipos de fibras musculares e análise do tecido conjuntivo. Os dados obtidos dos cortes histológicos mostram que a DGO promoveu intensa lesão muscular e aumento do tecido conjuntivo, o que foi minimizado pela leucina. Houve uma adição no número de sarcômeros em série (26%) durante a DGO, que foi intensificada pela leucina (33%). Observou-se uma diminuição da área de todos os tipos de fibras com a DGO e um aumento da área das fibras do tipo I com a leucina. Portanto, a leucina minimizou os efeitos causados pela DGO, podendo esta ser utilizada como um agente terapêutico durante a DGO no futuro. / The goal of the present study was to investigate the effect of leucine overload in the rat soleus muscle before and along DGO (Gradual Distraction Osteogenesis). Twenty five male Wistar rats were divided into 5 groups: control, sham-lengthening, leucine, DGO and DGO+leucine. The DGO was 2mm/day and the leucine overload (114mM) was administrated orally. Subsequently analyzed: histological cross-section, sarcomere serial number and cross-sectional area of the types fibers and connective tissue. The histological data showed that the DGO promoted intense injury and increase of connective tissue, which can be minimized by leucine. The sarcomere serial number increased by ~26% and leucine overload increased this gain to 33%. The fibers types showed a decrease of the cross-section area of the all type fibers with the DGO and increase of the type I fibers area with leucine overload. We conclude that leucine overload is a potential therapeutical device in DGO, seeking improvement of skeletal muscle longitudinal growth.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:32:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo Caroline Cunha.pdf: 22726 bytes, checksum: 98af822763c56d74f9949f09d5842553 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The mTOR protein is involved in growth, proliferation and cell metabolism. In skeletal muscle the mTOR is considered the major regulator of muscle fiber size, modulating the proteic synthesis. In neuronal cells, increased protein synthesis is associated with the activation of mTOR and its substrate p70S6K via BDNF. It is known that locomotor treadmill training (LTT) is able to modulate the expression of BDNF, what could be interfering in the mTOR/p70S6K activation. However, the regulatory mechanism of muscular protein synthesis mediated by the LTT was not described in the literature. Thus the aim of this study was to investigate the possible effects of LTT on muscle trophism and its protein signaling pathway in rats with incomplete spinal cord injury (SCI). Thirty-three females rats were randomly divided into 3 groups: control (no LME and untrained, n = 11), SCI trained (n = 11) and untrained SCI (n = 11). The animals were first anesthetized and a toracic laminectomy (T8-T9) was performed to display the dorsal spinal cord. The animals in groups with SCI received a latero-lateral compression using a neurovascular clip for 1 minute. All animals underwent weekly evaluation of locomotor recovery using the BBB scale. Seven days after injury, the LTT was employed with partial body weight support lasting 30 minutes, carried 1/day, 5 times a week, for 4 weeks. After the last session, the animals received an anesthetic overdose, and had the soleus muscles dissected and weighed to calculate the muscle trophism, measured by the ratio of muscle weight / weight of the animal. Samples of the central portion of the right soleus muscle were removed and frozen for quantification of the mTOR, p-p70S6K, TrkB and BDNF protein expressions using Western blot and ELISA biochemical techniques. The BBB scale scores were analyzed using repeated measures ANOVA. While the analysis of the muscular trophism and quantification of protein expressions were performed using one-way ANOVA. All animals recovered locomotor activity, with similar trends for both the trained and untrained groups. However, the LTT was effective for increasing muscle trophism in rats with SCI (p <0.05) and this morphological change was accompanied by increasing the expression of the mTOR protein (p <0.05) and its substrate p - p70S6K (p <0.05) in the soleus muscle of the trained group. Furthermore, LTT increase the trkB receptor and reduce the amount of BDNF expression (p <0.05) in the studied muscle. These results suggest that LTT increased muscle sensitivity for capture BDNF, by increasing the TrkB receptor expression, causing the reduction of this neurotrophin in studied muscle. Thus, this study made an evidence that muscle trophism induced by LTT involves activation cascade mTOR/p70S6K possibly up- regulated by BDNF. / A proteína mTOR está envolvida no crescimento, proliferação e metabolismo celular. No músculo esquelético a mTOR é considerada a maior reguladora do tamanho da fibra muscular, modulando a síntese de proteínas. Em células neuronais, o aumento da síntese proteica está relacionado com a ativação da proteína mTOR e seu substrato p70S6K via BDNF. Sabe-se que treinamento locomotor em esteira (TLE) é capaz de modular a expressão de BDNF, o que poderia interferir na via mTOR/p70S6K nos tecidos neuronal e muscular. Contudo, o mecanismo regulatório da síntese proteica muscular mediado pelo TLE, ainda não foi descrito na literatura. Assim o objetivo do estudo foi investigar os efeitos do TLE sobre o trofismo muscular e sua via de sinalização proteica, em ratos com lesão medular espinal (LME) incompleta. Trinta e três ratas foram randomicamente divididas em 3 grupos: controle (sem LME e sem treinamento, n=11), LME treinado (n=11) e LME não treinado (n=11). Os animais foram primeiramente anestesiados e uma laminectomia torácica foi realizada (T8-T9) para exposição dorsal da medula espinal. Os animais dos grupos com LME receberam uma compressão medular latero-lateral realizada por um clipe neurovascular por 1 minuto. Todos os animais foram submetidos à avaliação semanal da recuperação locomotora utilizando à escala BBB. Sete dias após a lesão, iniciou-se o TLE com suporte parcial de peso com duração de 30 minutos, realizado 1x/dia, 5x/semana por 4 semanas. Após a última sessão, os animais receberam uma overdose anestésica, tiveram os músculos sóleos dissecados e pesados para o calculo do trofismo muscular, mensurado pela relação do peso do músculo/peso do animal. Amostras da porção central do músculo sóleo direito foram retiradas e congeladas para quantificação da expressão das proteínas mTOR, p-p70S6K, TrKB e BDNF utilizando as técnicas bioquímicas Western Blot e ELISA. Os escores da escala BBB, foram analisados usando ANOVA para medidas repetidas. Enquanto a analise do trofismo muscular e da quantificação da expressão proteica foram realizadas utilizando ANOVA one way. Todos os animais com LME recuperaram a atividade locomotora, com evolução similar para ambos o grupos treinados e não treinados. Contudo, o TLE se mostrou eficaz para o aumento do trofismo muscular em ratos com LME (p<0,05) sendo que esta mudança morfológica foi acompanhada do aumento da expressão da proteína mTOR (p<0,05) e de seu substrato p-p70S6K (p<0,05) para o grupo treinado. Além disso, o TLE aumentou a expressão do receptor TrKB e reduziu a quantidade de BDNF (p<0,05). Estes resultados sugerem que o TLE aumentou a sensibilidade do músculo em capturar BNDF, via um aumento da expressão dos receptores TrKB, provocando a redução desta neurotrofina no músculo estudado. Dessa forma, este estudo evidencia que o trofismo muscular induzido pelo TLE envolve a ativação da cascata mTOR/p70S6K, possivelmente regulada pelo BDNF.

O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da sobrecarga de leucina no músculo sóleo de ratos submetidos à DGO (Distração Gradual Osteogênica). Vinte e cinco ratos Wistar foram divididos em 5 grupos: controle, sham-lengthening, leucina, DGO e DGO+leucina. A DGO de 2mm/dia foi realizada na tíbia até um ganho de 20% e a sobrecarga de leucina (114mM) foi administrada oralmente. Avaliou-se: estrutura histológica muscular, número de sarcômeros em série, área dos diferentes tipos de fibras musculares e análise do tecido conjuntivo. Os dados obtidos dos cortes histológicos mostram que a DGO promoveu intensa lesão muscular e aumento do tecido conjuntivo, o que foi minimizado pela leucina. Houve uma adição no número de sarcômeros em série (26%) durante a DGO, que foi intensificada pela leucina (33%). Observou-se uma diminuição da área de todos os tipos de fibras com a DGO e um aumento da área das fibras do tipo I com a leucina. Portanto, a leucina minimizou os efeitos causados pela DGO, podendo esta ser utilizada como um agente terapêutico durante a DGO no futuro. / The goal of the present study was to investigate the effect of leucine overload in the rat soleus muscle before and along DGO (Gradual Distraction Osteogenesis). Twenty five male Wistar rats were divided into 5 groups: control, sham-lengthening, leucine, DGO and DGO+leucine. The DGO was 2mm/day and the leucine overload (114mM) was administrated orally. Subsequently analyzed: histological cross-section, sarcomere serial number and cross-sectional area of the types fibers and connective tissue. The histological data showed that the DGO promoted intense injury and increase of connective tissue, which can be minimized by leucine. The sarcomere serial number increased by ~26% and leucine overload increased this gain to 33%. The fibers types showed a decrease of the cross-section area of the all type fibers with the DGO and increase of the type I fibers area with leucine overload. We conclude that leucine overload is a potential therapeutical device in DGO, seeking improvement of skeletal muscle longitudinal growth.