Introduction: La ménopause est associée à l’insulino-résistance et augmente le risque de diabète de type 2 (DT2) chez les sujets sains. Cependant, peu d’informations existent à savoir comment la ménopause et l’activité physique peuvent influencer l’homéostasie du glucose chez des sujets insulino-résistants. Objectifs: Déterminer 1) l’effet du retrait des œstrogènes ovariens par ovariectomie sur l’homéostasie du glucose des rates ZDF (Zucker Diabetic Fatty; prédisposées au diabète de type 2) et 2) évaluer l’influence de l’activité physique volontaire sur ces réponses. Méthodologie: Vingt-quatre rates furent d’abord nourries et hébergées dans des cages conventionnelles les 28 premiers jours pour ensuite subir une ovariectomie (OVX, n=16) ou une opération simulée (SHAM-Inactive, n=8). Les rates ovariectomisées furent ensuite assignées au groupe entraîné volontairement dans une cage à roue (OVX-Active, n=8) ou demeurèrent sédentaires (OVX-Inactive, n=8) pendant les 44 jours suivants. Résultats: Au jour 56, la glycémie à l’état nourri fut significativement augmentée par l’ovariectomie (p<0,01) et ramenée au niveau initial chez les rates OVX-Active (p<0,01). L’ovariectomie diminua la captation de glucose induite par l’insuline dans le muscle de façon significative (0,63 ± 0,08 vs 1,13 ± 0,27 μmol•g-1•h-1). L’entraînement améliora la tolérance au glucose (p<0,01) ainsi que la prise de glucose induite par l’insuline dans le muscle (p<0,05). Conclusion: Le retrait des estrogènes ovariens par ovariectomie perturbe l’homéostasie du glucose chez les rates ZDF femelles, sans pour autant provoquer le diabète de type 2. L’activité physique a un effet bénéfique sur l’homéostasie du glucose malgré la perte d’estrogènes ovariens. / Introduction: Menopause is associated with insulin resistance and increased risks of type 2 diabetes in healthy human subjects. However, little is known about its effects on glucose homeostasis in insulin-resistant subjects. Aims: Our aim was to study 1) the effects of ovariectomy and 2) voluntary physical activity on glucose homeostasis in ZDF (Zucker diabetic fatty) female rats, a well-known animal model of insulin resistance and diabetes. Methodology: Twenty-four rats were fed and housed in standard cages during 28 days after which they either underwent an ovariectomy (Ovx) or a sham operation (SHAM-Inactive, n=8). The ovariectomized rats either engaged in voluntary wheel cage running (OVX-Active, n=8) or remained inactive (OVX-Inactive, n=8) for the following 44 days. Results: Fed glycaemia at day 56 was significantly increased by Ovx (p<0.01) and lowered back to control level in OVX-Active rats (p<0.01). Ovx significantly decreased insulin-stimulated muscle glucose uptake (0.63 ± 0.08 vs 1.13 ± 0.27 μmol•g-1•h-1). OVX-Inactive rats also showed increased triglyceride (p<0.001) and lower glycogen (p<0.001) contents in their liver whereas pancreatic insulin content was increased (p<0.05) as compared to SHAM-Inactive rats. Training markedly improved glucose tolerance (p<0.01) and insulin-stimulated muscle glucose uptake (p<0.05) as compared to SHAM-Inactive rats. Ovx-induced alterations in pancreatic insulin content (p<0.01) and liver glycogen (p<0.05) were improved by physical activity. Conclusion: Our data suggest that ovariectomy-induced loss of ovarian estrogens impairs glucose homeostasis in female ZDF rats without triggering overt type 2 diabetes. Physical activity improves glucose homeostasis despite the estrogen loss.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The physiological state of menopause is characterized by an irreversible loss of ovarian function, with a resulting decrease in estrogen production, leading to the appearance of metabolic, cognitive, and behavioral alterations. For this reason, understanding how the decrease in the estrogen production contributes to the progress of menopausal symptoms can be very useful for the development of alternative therapies than hormone replacement therapy. In this context, the data show that ovariectomized Wistar rats treated with (PhSe)2 at a dose of 5 mg/kg once a day for 30 days presented lower plasma triglyceride levels and increased HDL levels when compared to control ones. Moreover, (PhSe)2 administration reduced the weight gain and fat abdominal accumulation induced by ovariectomy. It was also observed that (PhSe)2 treatment improved hepatic oxidative stress parameters in ovariectomized rats (ascorbic acid and reduced glutathione levels, and glutathione S-transferase and catalase activities). Additionally, (PhSe)2 treatment at a dose of 5 mg/kg once a day for 30 days improved the performance of ovariectomized Wistar rats in the Morris Water Maze test, possibly by inhibiting the increase in brain acetylcholinesterase activity induced by ovariectomy. The present results suggest a promising role of (PhSe)2 against the cognitive decline related to menopause. The transition to menopause is associated with an increased risk of depressed mood. On this bases, the obtained results demonstrate that the prolongation of immobility time in the tail suspension test and forced swimming test in ovariectomized mice submitted to subchronic stress protocol was prevented by (PhSe)2 treatment at a dose of 10 mg/kg. It was also found a possible involvement of the serotonin system in this effect, demonstrated by the modulation of 5-HT2A/2C and 5-HT3 receptor subtypes. Although (PhSe)2 had inhibited in vitro monoamine oxidase A and B activities, treatment of ovariectomized mice with (PhSe)2 did not alter neither MAO-A nor MAO-B ex vivo activity. These findings suggest that (PhSe)2 treatment could influence mood and behavior in postmenopausal women. In order to investigate a possible mechanism of action for the hypocholesterolemic effect of (PhSe)2 it was observed that (PhSe)2 treatment increases the LDL receptor levels and augment the adenosine monophosphate (AMP)-activated kinase (AMPK) activation state without inhibiting directly 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase (HMGR) enzyme activity in HepG2 cell cultures. These findings are in accordance with those from in vivo studies previously published. In addition, L6 skeletal muscle cells treated with (PhSe)2 presented an augment in glucose transporter 4 (GLUT4) translocation from the cytosol to the cell membrane via an increase in AMPK phosphorylation state, which could be linked to the hypoglycemic properties presented by (PhSe)2 in other studies. In conclusion, the body of evidence presented in this thesis points to the use of (PhSe)2 as a promising alternative therapy for the management of postmenopausal symptoms. However, it is important to mention that the global net effects of (PhSe)2 still need to be better described in order to identify possible negative side effects. / A menopausa caracteriza-se pela suspensão irreversível da função ovariana, com declínio da produção de hormônios estrogênicos. A falta desses hormônios culmina no aparecimento de alterações metabólicas, cognitivas e comportamentais. Por essa razão, entender de que maneira a depleção de hormônios ovarianos contribui para o surgimento dos sintomas característicos da menopausa pode ser extremamente útil para o desenvolvimento de tratamentos alternativos à terapia de reposição hormonal. Nesse contexto, os dados aqui apresentados demonstram que ratas Wistar ovariectomizadas que foram tratadas com disseleneto de difenila [(PhSe)2] na dose de 5 mg/kg uma vez ao dia durante um período de 30 dias possuíam reduzidos níveis plasmáticos de triglicerídeos e aumentados níveis de HDL quando comparadas as ratas controle não ovariectomizadas. Além disso, a administração de (PhSe)2 foi capaz de reduzir o ganho de peso e o acúmulo de gordura abdominal nas ratas ovariectomizadas. Também foi observado que o tratamento com (PhSe)2 melhorou parâmetros hepáticos relacionados a estresse oxidativo nas ratas ovariectomizadas (níveis de ácido ascórbico e glutationa reduzida (GSH) e atividade das enzimas glutationa S-transferase e catalase). O tratamento com (PhSe)2 na dose de 5 mg/kg uma vez ao dia durante um período de 30 dias também melhorou o desempenho das ratas Wistar ovariectomizadas no teste do Labirinto Aquático de Morris, possivelmente por impedir o aumento da atividade da enzima acetilcolinesterase cerebral observado nas ratas ovariectomizadas. Dessa forma, os resultados sugerem um possível efeito benéfico do (PhSe)2 para o tratamento do declínio cognitivo associado a menopausa. Ainda com relação aos sintomas apresentados pelas mulheres durante a menopausa, dados da literatura mostram que a transição para a menopausa associa-se a um risco aumentado para o aparecimento de sintomas do tipo depressivos. Com base nisso, foi evidenciado que fêmeas ovariectomizadas de camundongos Swiss submetidas a um protocolo de estresse sub-crônico apresentavam aumento no tempo de imobilidade nos testes de Suspensão da Cauda e do Nado Forçado, ambos preditivos de comportamento do tipo depressivo.Também foi observado que esse prolongamento no tempo de imobilidade apresentado pelas fêmeas ovariectomizadas foi prevenido pelo tratamento com (PhSe)2 na dose de 10 mg/kg administrado 30 minutos antes de cada exposição ao protocolo de estresse. Além disso, evidenciou-se o envolvimento dos receptores de serotonina do tipo 5-HT2A/2C e 5-HT3 no efeito do tipo antidepressivo apresentado pelo (PhSe)2. Embora o (PhSe)2 tenha inibido a atividade de ambas isoformas da enzima monoamino oxidase (MAO-A e MAO-B) in vitro, não foi observada inibição da atividade de tais enzimas quando sua atividade foi determinada ex vivo. Com base nesses resultados sugere-se que o tratamento com (PhSe)2 pode influenciar aspectos relacionados ao humor e ao comportamento em mulheres no período pós-menopausa. No intuito de elucidar os mecanismos envolvidos no efeito hipocolesterolêmico do (PhSe)2 em culturas de células HepG2 observou-se que este composto orgânico de selênio leva a um aumento nos níveis de receptores de LDL e a um aumento no estado de ativação da enzima adenosina monofosfato (AMP) quinase (AMPK), sem inibir diretamente a atividade da HMG-CoA redutase. Esses resultados corroboram com os achados de outros trabalhos, os quais demonstram um efeito hipocolesterolêmico do (PhSe)2 in vivo. Além disso, também foi buscado um possível mecanismo para o efeito hipoglicemiante apresentado pelo (PhSe)2 em trabalhos anteriores: resultados obtidos a partir de culturas de células L6 (células de músculo esquelético de ratos), sugerem que o (PhSe)2 aumenta a translocação do transportador de glicose 4 (GLUT4) do citosol para a membrana celular devido a um aumento no estado de ativação da enzima AMPK. Em conclusão, o conjunto de resultados apresentado nesta tese aponta o uso do (PhSe)2 como uma terapia alternativa bastante promissora para o tratamento de algumas das principais conseqüências da menopausa, a saber aumento no ganho de peso, dislipidemia, prejuízos cognitivos e ocorrência de episódios depressivos. Entretanto, faz-se importante mencionar que os efeitos globais do (PhSe)2 ainda precisam ser melhor caracterizados no intuito de verificar a existência de possíveis efeitos adversos.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-08-03T19:10:55Z No. of bitstreams: 1 TeseADSL.pdf: 24405858 bytes, checksum: dafb27a193250527d419e7d787a23a21 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-08T17:45:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseADSL.pdf: 24405858 bytes, checksum: dafb27a193250527d419e7d787a23a21 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-08T17:45:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseADSL.pdf: 24405858 bytes, checksum: dafb27a193250527d419e7d787a23a21 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T17:50:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseADSL.pdf: 24405858 bytes, checksum: dafb27a193250527d419e7d787a23a21 (MD5) Previous issue date: 2017-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Introduction: Hypertension is an important risk factor for menopausal cardiovascular disease. Resistance training (RT) when associated with the caloric restriction diet (CR) has been shown to have important effects on blood pressure and the aortic artery, minimizing complications due to menopause, such as hypertension. Aim: In this study, we investigated the effects of Ovariectomy and the Resistance Training, Caloric Restriction, and the association of both intervention in systolic blood pressure, matrix metaproteinase-2 activity, aortic vascular reactivity and morphological alterations in ovariectomized Holtzman rats. Material and methods: Fifty female Holtzman rats were subjected to ovariectomy and Sham surgery and distributed into: Sham-sedentary; Ovariectomized-sedentary; Ovariectomized- Resistance Training; Ovariectomized-Caloric Restriction; and Ovariectomized-Resistance Training and Caloric Restriction groups. Resistance Training and 30% Caloric Restriction protocols were performed by 13-weeks. Systolic blood pressure, acetylcholine, and sodium nitroprusside induced relaxation of aortic rings; the hematoxylin-eosin stain used to highlight the aortas wall cross-sectional area and the matrix metaproteinase-2 activity, insulin tolerance test and aorta vessel remodeling were analyzed. Results: We observed that, Ovariectomy increased systolic blood pressure, decreased potency in dependent and independent endothelium relaxation and matrix metaproteinase-2 activity, promoted insulin resistance and aorta vessel remodeling in cross-sectional area, media to lumen ratio, collagen content and alter structure and elastic fibers of the vessel. However, the association of exercise and diet prevent the increase systolic blood pressure, improved the relaxation potency in dependent and independent endothelium relaxation, elevated the matrix metaproteinase-2 activity, increased the aorta cross-sectional area, media to lumen ratio, decreased collagen content and alter elastic fibers in aorta vessel wall. Conclusion: Our study reveled that the association of resistance training and caloric restriction can prevent the hypertensive condition, improve vascular function, activate matrix metaproteinase-2, and produce a beneficial hypertrophic remodeling with increased vascular compliance in ovariectomy in Holtzman rats. / Introdução: A hipertensão é um importante fator de risco para doenças cardiovasculares na menopausa. O treinamento resistido (TR) quando associado à dieta de restrição calórica (RC) têm demonstrado importantes efeitos sobre a pressão arterial e a artéria aorta, minimizando complicações decorrentes da menopausa, como a hipertensão arterial. Objetivo: O presente trabalho tem como objetivo investigar os efeitos da ovariectomia e das intervenções de TR, RC e da associação de ambos (TR+RC) sobre a pressão arterial sistólica, reatividade vascular aórtica, resposta insulínica, atividade da metaloproteinase de matriz 2 e alterações morfológicas em ratas Holtzman. Materiais e métodos: Cinquenta ratas Holtzman foram submetidas à cirurgia de ovariectomia e Sham; e distribuídas nos seguintes grupos (n=10): Sham-sedentária, Ovariectomizada-sedentária, treinamento resistido ovariectomizada, restrição calórica ovariectomizada e treinamento resistido associada à restrição calórica ovariectomizada. Os protocolos de TR e 30% de RC foram realizados por 13 semanas. A pressão arterial sistólica, teste de tolerância à insulina, reatividade vascular em anéis aórticos, atividade da metaloproteinase de matriz 2, análises morfológicas utilizando coloração de Hematoxilina e Eosina, Tricrômio de Masson e Pricrosírius-red foram realizadas. Resultados: Observamos que a ovariectomia aumentou a pressão arterial sistólica, promoveu resistência à insulina, diminuiu a potência do relaxamento dependente e independente do endotélio e atividade da metaloproteinase de matriz 2, além de promover o remodelamento do vaso aórtico sobre a área da secção transversal, relação túnica média/lúmen, alterando o conteúdo de colágeno e fibras elásticas da artéria aorta. No entanto, a associação entre exercício e dieta e ambos separados, preveniram o aumento da pressão arterial sistólica, melhoraram a potência do relaxamento dependente e independente do endotélio, promoveram ativação da metaloproteinase de matriz 2, aumento da área da secção transversal da aorta, da relação túnica média/lúmen, além de promover a diminuição do conteúdo de colágeno e alteração das fibras elásticas na parede do vaso aórtico. Conclusão: O presente estudo mostrou que os efeitos do TR e RC, associados ou realizados separadamente, foram eficientes para melhorar os parâmetros clínicos e moleculares, prevenindo o surgimento da condição de hipertensão, melhorando a função vascular, a resposta insulínica, a atividade da metaloproteinase de matriz 2 e o remodelamento da aorta com aumento da complacência vascular, na condição de hipertensão induzida pela ovariectomia em ratas Holtzman. / FAPESP: 2012/21087-4

O aumento da expectativa de vida permite a mulher viver muitos anos após a menopausa. Além disso, a mudança nos hábitos alimentares da sociedade moderna tem determinado o aumento da incidência de obesidade e sobrepeso na população. Essas duas situações têm despertado o interesse da comunidade científica, visto as repercussões deletérias que podem ocorrer com o organismo. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da deficiência de estrogênio associado à dieta hiperlipídica sobre a integridade óssea da mandíbula de ratas. Para tal, ratas Wistar jovens foram avaliadas por citologia vaginal e aos 90 dias de idade, divididas em 4 grupos: Controle (C4%), Controle hiperlipídica19% (C19%), Ovariectomizada 4% (OVX4%) e Ovariectomizada19% (OVX19%). O período experimental começou com a castração (90 d de idade), seguido da alimentação com dieta hiperlipídica, por 30 dias. Ao final desse período, após anestesia, o sangue foi coletado para análise sérica de cálcio, fósforo, fosfatase alcalina e estradiol. Mandíbulas, vértebras L4 e fêmures foram removidos e preparados para análise das propriedades físicas e biomecânicas. Não foram observadas diferenças na ingestão alimentar, no comprimento corporal nem nas medidas ósseas dos grupos. O cálcio sérico diminuiu significativamente nos grupos castrados. O fósforo diminuiu enquanto, a fosfatase alcalina aumentou em todos os grupos, quando comparados ao C4%. Dentre os parâmetros físicos avaliados alguns apresentaram diferenças entre os grupos. Nas vértebras L4, os pesos imersos e úmidos aumentaram com a castração e com a dieta hiperlipídica, enquanto, os percentuais de material orgânico e mineral diminuíram. Nas mandíbulas, os pesos imersos e úmidos e a densidade óssea aumentaram com a castração, mas diminuem com a associação castração/dieta hiperlipídica. O volume ósseo e o percentual de água diminuíram com a ingestão de dieta hiperlipídica. Nenhuma alteração foi observada nos fêmures. Nas cinzas das mandíbulas os percentuais de magnésio apresentaram-se significativamente aumentados em todos os grupos. Mas, os de cálcio e fósforo não variaram. Nos testes biomecânicos de vértebra L4 e fêmur não foram encontradas diferenças entre os grupos. No entanto, na mandíbula os grupos alimentados com dieta hiperlipídica apresentaram menor resistência à tensão aplicada, em relação aos grupos de dieta normolipídica. Ficou evidenciado nessas ratas que a deficiência de esteróides sexuais associada à dieta hiperlipídica influencia de forma negativa a integridade óssea mandibular. / Increased life expectancy of women allows her to live many years after menopause. On the other hand, the western way of life has brought about an increased incidence of obesity and overweight to people. These two situations have attracted the interest of the scientific community, given the deleterious consequences that may occur with the body. The aim of this study was to evaluate the effect of estrogen deficiency associated with high-fat diet on the mandibular bone integrity of rats. Wistar young rats were previously evaluated by vaginal cytology and at 90 days old were divided into 4 groups: control (C4%), Control 19% fat diet (C19%), ovariectomized 4% (OVX4%), ovariectomized and 19% fat diet (OVX 19%). The experimental period started with castration (90 days old) followed by the implementation of high-fat diet for 30 days. At the end of this period, after anesthesia blood was collected for later analysis of serum concentrations of calcium, phosphorus, alkaline phosphatase and estradiol. Mandibular bone, lumbar column L4 and femurs were removed and prepared for physical and biomechanical analysis. There were no differences in food intake, body length or in bone measurements of all groups. Serum calcium decreased significantly in ovariectomized groups. Phosphorus concentrations decreased and alkaline phosphatase increased in all experimental groups, compared to C4%. Among the physical parameters evaluated some differences were showed between the groups. At L4 vertebrae, the immersed and wet weights increased with castration and the high-fat diet, while the percentage of organic material and mineral decreased. In mnadibles, the immersed and wet weights and bone density increased with castration, but decrease with the combination of castration/fat diet. The bone volume and the percentage of water decreased with the intake of fat diet. No changes were observed in the femurs. In the ashes of mandibular bones the percentage of magnesium were significantly increased in all groups. But the calcium and phosphorus did not change. The biomechanical test of the L4 vertebra and femur were not significant differences between the groups. However, in mandibular bone, groups fed with high-fat diet had lower resistance to the applied voltage, compared to normal-fat diet groups. It was evident in these rats that the deficiency of sex steroids associated with high-fat diet negatively influences mandibular bone integrity.

DNA methylation is an important epigenetic mark spanning all of life's kingdoms. In humans, DNA methylation has been associated with a wide range of age-related pathologies, including type II diabetes and cancer. More recently, in humans, changes in DNA methylation at specific positions in the genome have been found to be predictive of chronological age. Interestingly, DNA methylation age is also predictive of health status and time-to-death. A better understanding of what these DNA methylation changes represent and whether they might be causative in the ageing process will be important to ascertain. However, at present there is no animal model system with which this process can be studied at a mechanistic level. Furthermore, it is becoming increasingly apparent that many disease states that increase in prevalence with age are not caused by all cells within the individual, but are often the result of changes to a subset of cells. This underscores the importance of studying these processes at the single cell level. The recent advances in single cell sequencing approaches now mean that we can study multiple layers of biology within the same single cell, such as the epigenome and the transcriptome (scM&T-Seq). Unfortunately, we are still only able to probe these important aspects of single cell biology in a static sense. This is a major limitation in the study of ageing because ageing and age-related disease processes are inherently dynamic. As such, it is incumbent upon us to develop approaches to assay single cell biology in a dynamic manner. 
In this thesis, I describe an epigenetic age predictor in the mouse. This predictor is tissue-independent and can accurately predict age (with an error of 3.33 weeks) and can record deviations in biological age upon interventions including ovariectomy and high fat diet both of which are known to reduce lifespan. Next, I describe the analysis of a homogeneous population of muscle satellite cells (MuSCs) that I have interrogated at the single cell level, using single cell combined transcriptome and methylome sequencing (scM&T-seq). I found that with age there was increased global transcriptional variability and increased feature-specific methylome variability. These findings explain the loss of functionality of these cells with age. Lastly, I describe two imaging approaches to study DNA methylation dynamically in single cells. Using these methods, I demonstrate that it is possible to accurately determine methylation status across a wide spectrum of global methylation levels and that by using such approaches novel information about dynamic methylation processes can be obtained. These methods represent the first to study DNA methylation dynamically.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3309.pdf: 4224881 bytes, checksum: 86928c516da5db9abcf5f60af6b27178 (MD5) Previous issue date: 2010-08-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / Osteoporosis is a systemic skeletal disease characterized by low bone density and microarchitectural deterioration of bone tissue, with consequent increase of the risk of fractures. Frequently, the lower mineral density due to osteoporosis leads to a delay in fracture healing rates and bone repair quality. Within this context, biochemical and biophysical resources have been studied in an attempt to enhance bone consolidation. Two of the most promising treatments are the use of low level laser therapy (LLLT) and bioactive materials. Several studies suggest that both resources are able to stimulate osteoblast proliferation and osteogenesis at the fracture site, promoting a greater deposition of bone mass. Thus, two studies were performed with the aim of evaluating the effects of LLLT (Ga-Al-As, 830nm, 100mW), with the fluences of 60J/cm² and 120J/cm² and a bioactive ceramic (Biosilicate®), used alone or associated on consolidation of bone defects induced in the tibiae of osteopenic rats. A total of 60 female Wistar rats (12 weeks-old, ± 250g) were submitted to ovariectomy (OVX) and, sixty days after the induction, a bone defect was performed in both tibiae of all animals. The animals were randomly divided into six groups (n=10). In the first study, the effects of LLLT on the bone repair of osteopenic rats were evaluated in three groups: group bone defect control without any treatment (GC); group bone defect irradiated with LLLT, at 60J/cm² (GL60); and group bone defect irradiated with LLLT, at 120J/cm² (GL120). The animals were submitted to laser irradiation at a single point on the bone defect for seven sessions, on alternated days. In the laser treated groups, at both fluences, it was possible to observe a greater amount of new bone formation compared to the control. Birefringence analysis demonstrated that irradiated bone defects presented greater deposition and improved the structural organization of collagen fibers, mainly in the group treated with the laser, at 120J/cm². COX-2, CBFA-1 and VEGF immunoreactivity was detected in a similar manner either 60J/cm2 or 120J/cm2 fluences. However, no differences were observed in the biomechanical analysis. Therefore, the LLLT, at the two fluences used, improved the bone repair in the tibia of osteopenic rats. In the second study, the effects of Biosilicate® associated with LLLT on bone repair in osteopenic rats were analyzed in four groups: group bone defect control without any treatment (GC); group bone defect filled with Biosilicate® (GB); group bone defect filled with Biosilicate®, irradiated with LLLT, at 60J/cm2 (GBL60); and group bone defect filled with Biosilicate®, irradiated with LLLT, at 120J/cm2 (GBL120). Biosilicate® was used in the form of particles with granulometry of 180-212&#956;m and the treated animals were irradiated with laser at a single point on the bone defect for seven sessions, on alternated days. The results demonstrated that the LLLT, with fluences of 60J/cm² and 120J/cm² stimulated the expression of COX-2 in the circumjacent cells of the biomaterial, increased of the collagen deposition and the biomechanical bone properties. Morphometric analysis revealed that the animals with bone defects filled with Biosilicate® and irradiated with laser, at 120J/cm² showed a higher amount of newly formed bone compared to the other groups. Thus, the LLLT, mainly in fluency 120J/cm² in contact with Biosilicate® improved the bone repair process in osteopenic rats. These findings are fundamental in elucidating the biological mechanisms involved in the repair of fractures with difficult consolidation, especially those associated with bone metabolic disease processes, such as osteoporosis. / A osteoporose é uma doença esquelética sistêmica caracterizada por baixa densidade óssea e deterioração da microarquitetura do tecido ósseo, com consequente aumento do risco de fraturas. Fraturas de difícil consolidação são comumente encontradas em pacientes osteoporóticos com altos índices de morbidade e mortalidade. Dentro desse contexto, recursos biofísicos e bioquímicos têm sido estudados na tentativa de minimizar o tempo de consolidação óssea, destacando-se o uso da terapia laser de baixa intensidade (LLLT) e dos materiais bioativos. Vários estudos sugerem que ambos os recursos são capazes de estimular a proliferação de osteoblastos e a osteogênese no local da fratura, promovendo uma maior deposição de massa óssea, fundamental para o processo de consolidação. Diante disso, foram realizados dois estudos com o objetivo de verificar os efeitos da LLLT (Ga-Al-As, 830nm, 100mW), nas fluências de 60J/cm² e 120J/cm² e de uma vitrocerâmica bioativa (Biosilicato®), utilizados independentemente ou associados, na consolidação de defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratas osteopênicas. Um total de 60 ratas da linhagem Wistar (12 semanas de idade, ± 250g) foram submetidas à ovarectomia (OVX) e, sessenta dias após a indução, foi realizado um defeito ósseo em ambas as tíbias de todos os animais, os quais foram distribuídos aleatoriamente em seis grupos com dez animais cada. No primeiro estudo, foram avaliados os efeitos da LLLT sobre o reparo ósseo de ratas osteopênicas, a partir de três grupos experimentais: grupo controle com defeito ósseo sem tratamento (GC); grupo defeito ósseo tratado com laser 60J/cm² (GL60) e grupo defeito ósseo tratado com laser 120J/cm² (GL120). Os animais foram submetidos à irradiação laser em um único ponto sobre o defeito ósseo por sete sessões, em dias alternados. Nos grupos tratados com laser, em ambas as fluências, foi evidenciada uma maior quantidade de osso neoformado comparado ao controle. A análise de birrefringência demonstrou que os defeitos ósseos irradiados apresentaram maior deposição e melhor organização estrutural das fibras colágenas, principalmente no grupo tratado com laser na fluência de 120J/cm². A imunorreatividade à COX-2, CBFA-1 e VEGF foi detectada de forma similar nas duas fluências utilizadas e na análise biomecânica não houve diferença estatística significativa entre os grupos. Portanto, a LLLT, nas duas fluências utilizadas, estimulou o reparo ósseo em tíbias de ratas osteopênicas. No segundo estudo, foram analisados os efeitos do Biosilicato® associado à LLLT no reparo ósseo de ratas osteopênicas, a partir de quatro grupos experimentais: grupo controle com defeito ósseo sem tratamento (GC); grupo defeito ósseo preenchido com Biosilicato® (GB); grupo defeito ósseo preenchido com Biosilicato® e irradiado com LLLT, com fluência de 60J/cm² (GBL60); e grupo defeito ósseo preenchido com Biosilicato® e irradiado com LLLT, com fluência de 120J/cm² (GBL120). O Biosilicato® foi utilizado na forma de partículas com granulometria de 180-212&#956;m e os animais tratados com laser foram irradiados em um único ponto sobre o defeito ósseo por sete sessões, em dias alternados. Os resultados demonstraram que a LLLT, nas fluências de 60J/cm² e 120J/cm², estimulou a expressão de COX-2 nas células circunjacentes ao biomaterial, promoveu aumento na deposição de fibras colágenas e na resposta biomecânica. A análise morfométrica revelou que os animais com defeitos ósseos preenchidos com Biosilicato® e submetidos à irradiação laser com fluência de 120J/cm² apresentaram maior área de osso neoformado quando comparados aos animais dos demais grupos. Desse modo, a LLLT, principalmente na fluência de 120J/cm², associada à aplicação do Biosilicato®, favoreceu o processo de reparo ósseo em defeitos induzidos em tíbias de ratas osteopênicas. Tais resultados são fundamentais na elucidação dos mecanismos biológicos envolvidos no reparo de fraturas de difícil consolidação, em especial àquelas associadas a processos patológicos osteometabólicos, como a osteoporose.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6669.pdf: 3530464 bytes, checksum: bd826d7ee4a6c0bb3ebc74dc5752604e (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / The decrease of regulate the estrogen production that occurs at menopause is typically followed by increase of several deleterious changes in the skeletal muscle system. Menopause is mimicked experimentally by a technique called ovariectomy. The ovariectomy produces increased total body mass, changes in body composition and lipid profile, reduction in skeletal muscle (sarcopenia) and bone mineral mass (osteopenia). Mitochondria play a crucial role in a myriad of cellular processes including oxidative phosphorylation, biosynthetic pathways and programming of cell death. Alteration of mitochondrial biogenesis markers in ovariectomized rats and the effects of resistance training (RT) and estrogen replacement (RE) are unclear. Purpose: This study aimed to investigate the effects of Ovariectomy (Ovx), RT and ER on markers of mitochondrial biogenesis and protein expression related to oxidative capacity in the rat gastrocnemius pool. Methods: ER was performed using Silastic® capsules. During the 12-week RT, the animals climbed a ladder with weights attached to their tails. RT began simultaneously for all experimental groups. Gene expression was analysed by RT-PCR, and protein content was determined by western blotting. Results: The estrogen deficiency associated with Ovx decreased the gene expression of the mitochondrial biogenesis markers PGC-1&#945; (~73%), NRF-1 (~44%), and TFAM (~53%) (p<0.05) and decreased the protein expression of phosphorylated AMPK, CREB and AKT, which are related to oxidative capacity, compared to the Sham-Sed group. RT increased PGC- 1&#945; (~59%) and TFAM (~48%) expression compared to the Ovx-Sed group. The combination of RT and ER was superior to the Ovx-Sed and Ovx-RT treatments regarding the gastrocnemius muscle. Conclusions: This study showed that ovaries removal affects transcription factors that regulate mitochondrial biogenesis in skeletal muscle. According to our results and evidence from the literature, and estradiol levels of exercise appear to play an important role in the protection of mitochondrial dysfunction in skeletal muscle of rats. / Introdução: A diminuição da produção regular do estrógeno que ocorre na menopausa é tipicamente seguida pelo aumento de várias alterações deletérias no sistema musculoesquelético. A menopausa é mimetizada experimentalmente por uma técnica chamada ovariectomia. A ovariectomia produz aumento da massa corporal total, alterações na composição corporal e no perfil lipídico, redução da musculatura esquelética (sarcopenia) e da massa mineral óssea (osteopenia). As mitocôndrias desempenham papel crucial em uma miríade de processos celulares que incluem fosforilação oxidativa, vias de biossíntese e programação da morte celular. Alteração dos marcadores de biogênese mitocondrial em ratas ovariectomizadas, bem como os efeitos do treinamento resistido e reposição de estrógeno não são totalmente conhecidas. Objetivos: Investigar os efeitos da ovariectomia, do treinamento resistido e da reposição de estrógeno sobre a biogênese mitocondrial e capacidade oxidativa do músculo esquelético de ratas. Materiais e Métodos: A reposição de estrógeno foi realizada com cápsula Silastic. O treinamento resistido consistiu de 12 semanas em que os animais subiram uma escada com pesos atados às suas caudas. A expressão gênica foi analisada por RT-PCR e o conteúdo de proteína por Western Blotting. Resultados: A deficiência de estrogénio, associada à ovariectomia, reduziu a expressão gênica de marcadores de biogênese mitocondriais, tais como PGC-1&#945; (~ 73%), NRF-1 (~ 44%), TFAM (~ 53%) (p <0,05) e o conteúdo de proteína relacionada à capacidade oxidativa, como AMPK, CREB e AKT quando comparado com grupo Sham-Sed. O treinamento resistido aumentou esses marcadores, tais como PGC-1&#945; (~ 59%) e TFAM (~ 48%) em relação ao grupo Ovx-Sed. Conclusões: O presente estudo mostrou que a remoção dos ovários afeta fatores de transcrição que regulam a biogênese mitocondrial no músculo esquelético. De acordo com os nossos resultados e evidências da literatura, os níveis de estradiol e de exercício parecem desempenhar um papel importante na proteção da disfunção mitocondrial no músculo esquelético de ratas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3145.pdf: 4807955 bytes, checksum: e7ba1c165199af2b5606877c0fadf24b (MD5) Previous issue date: 2010-03-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of the present study was to investigate the effects of resistance training on skeletal muscle lipid content, liver lipid content, heart lipid content, fat depots and lipid profile in ovariectomized rats. Wistar adult female rats were grouped into: sedentary (Sed-intact); ovariectomized sedentary (Sed-Ovx); strength trained (ChronicEx-intact) and ovariectomized strength trained (ChronicEx-Ovx) (n= 10 per group). A 12-week strength training period that consisted in climbing a 1.1-m vertical ladder with weights attached to rats tail was used. The sessions were performed once every 3 days with 4-9 climbs and 8-12 dynamic movements per climb. Ovariectomy increased liver lipid content, fat depots, heart and muscle lipid content. There was an increase in atherogenic index and negative change in lipid profile due to ovariectomy. Resistance training decreased lipid content in liver, soleus, tibialis anterior, fat depots (mesenteric and retroperitoneal) and lipid profile, independently of ovarian hormone status. These results indicate the potential benefits of resistance training as an alternative strategy to control the effects of ovariectomy on fat depot, lipid profile, and tissue lipid content. / O objetivo do estudo foi investigar os efeitos do treinamento de força sobre o conteúdo lipídico no músculo esquelético, fígado, coração, depósitos de gorduras e perfil lipídico em ratas ovariectomizadas. Ratas fêmeas adultas foram divididas em quarto grupos: Sedentário (Sed-Intacto); Sedentário ovariectomizado (Sed-Ovx); Treinado intacto (CrônicoEx-Intacto); Treinado ovariectomizado (CrônicoEx-Ovx) (n = 10 por grupo). Foi realizado um período de 12 semanas de treinamento de força que consistia em subidas de uma escada vertical de 1,1 metros, com peso atado no rabo. As sessões foram realizadas uma vez a cada três dias com 4- 9 subidas e 8-12 movimentos por subida. Foram analisados os conteúdos de lipídios no músculo esquelético, fígado, coração, depósitos de gorduras (urogenital, mesentérico e retroperitoneal) e perfil lipídico. Ovariectomia aumentou o conteúdo lipídico no fígado, músculos esqueléticos, coração e depósitos de gordura. Foi observado um aumento no índice aterogênico e mudanças negativas no perfil lipídico devido à ovariectomia. O treinamento de força diminuiu o conteúdo de lipídio hepático, nos músculos esqueléticos sóleo, tibial anterior, depósitos de gordura (mesentérico e retroperitoneal) e perfil lipídico independente do estado hormonal ovariano. Esses resultados indicam os benefícios potenciais do treinamento de força com uma estratégia alternativa para controlar os efeitos da ovariectomia sobre os depósitos de gordura, perfil lipídico e conteúdo tecidual de lipídio.