A obesidade, doença multifatorial, ocasiona inúmeros distúrbios no metabolismo lipídico e energético, provocando disfunção na bioenergética mitocondrial. A partir deste fato, o presente estudo teve como hipóteses que: o desequilíbrio na bioenergética mitocondrial e as alterações metabólicas causadas pela obesidade são terapeuticamente modificados com o treinamento físico. Dessa maneira, o objetivo do estudo foi avaliar a capacidade oxidativa e conteúdo mitocondrial em tecido adiposo branco, marcadores de doenças cardiosculares (esfingolipídios e N-óxido de trimetilamina, TMAO) e as alterações na composição corporal, desempenho físico e taxa metabólica de repouso (TMR) de mulheres com obesidade submetidas a treinamento físico combinado. A casuística do presente trabalho foi composta de 14 mulheres adultas jovens com diagnótico clínico de obesidade (IMC 33±3 kg/m² e idade 35±6 anos). Foram submetidas a um programa de treinamento físico combinado (exercícios aeróbios e força alternadamente, 55 min à 75-90% da frequência cardíaca máxima, 3 vezes por semana, durante 8 semanas). Todas as participantes foram avaliadas antes e após a intervenção com o treinamento, quanto a: composição corporal, TMR, oxidação de substratos (carboidrato e lipídios) e coeficiente respiratório (QR), desempenho físico, capacidade oxidativa (respiração acoplada: VADP/VOLIGO, e respiração desacoplada: VOLIGO/VCCCP) e conteúdo mitocondrial (enzima citrato sintase, CS) em tecido adiposo branco, nível de esfingolípidios, TMAO e precursores plasmáticos. Os dados foram analisados pelo test t pareado ou Wilcoxon (as pacientes foram consideradas controle de si próprio), após determinação da normalidade da amostra, considerado nível de significância p<= 0,05. Após a intervenção (treinamento físico combinado), houve o aumento da TMR, oxidação de lipídios e desempenho físico, com redução da oxidação de carboidratos e QR, mas não houve perda de peso e alteração da composição corporal. Após o treinamento combinado houve, o aumento da atividade da enzima CS (marcador de conteúdo mitocondrial) e redução à respiração desacoplada (VOLIGO/VCCCP). No plasma, o treinamento físico foi capaz de reduzir os níveis de esfingolipídios e TMAO (fatores de risco cardiovasculares). Também foram encontradas correlações positivas entre TMR, oxidação de lipídios e desempenho físico com CS e negativamente correlacionado com respiração desacoplada. Concluindo, o treinamento físico em mulheres com obesidade aumentou o metabolismo energético, com aumento da TMR, conteúdo e grau de acoplamento mitocondrial, aumentou o desempenho físico e reduziu fatores de risco cardiovasculares (TMAO), independente da perda de peso. / The obesity, a multifactorial disease, causes various metabolic disorders in lipid and energy metabolism, may induce mitochondrial bioenergetic dysfunction. From this, the present study hypothesized that: mitochondrial bioenergetics dysfunction and metabolic problems caused by obesity are be therapeutically modified with physical training. Thus, the objective of study was to evaluated: the oxidative capacity and mitochondrial content in white adipose tissue, markers of cardiovascular diseases (sphingolipids and trimethylamine N-oxide, TMAO) and changes of body composition, physical performance and resting metabolic rate (TMR) of obese women submitted to combined physical training. The present study was composed of 14 young women with obesity (BMI 33 ± 3 kg/m² and age 35 ± 6 years old). They underwent a combined physical training program (aerobic exercises and strength alternately, 55 min at 75-90% of maximal heart rate, 3 times a week, for 8 weeks). All participants were evaluated before and after the intervention: body composition, TMR, substrates oxidation (carbohydrate and lipids) and respiratory coefficient (RQ), physical performance, oxidative capacity (by mitochondrial respiration - Couple: VADP/VOLIGO; Uncoupling: VOLIGO/VCCCP) and Citrate Sinthase activity in white adipose tissue, level of sphingolipids, TMAO and precursors from plasma. Data analysis were made by paired t test or Wilcoxon, after normality determination of the sample, with level of significance p <0.05. After intervention with combined physical training, there was an increase in TMR, lipid oxidation and physical performance, reduced carbohydrate oxidation and RQ, but did not cause weight loss and changes of body composition. In adipose tissue, physical activity increased CS activity (mitochondrial content marker) and reduced uncoupling respiration (VOLIGO/VCCCP). In plasma, physical training was able to reduce levels of sphingolipids and TMAO (cardiovascular risk factors). In addition, positive correlations were found between, TMR, lipid oxidation and physical performance with CS and negatively correlation with uncoupling respiration. Therefore, physical training in obese women improve energy metabolism, with increased TMR, content and degree of mitochondrial coupling, increased physical performance and reduced cardiovascular risk factors, regardless of weight loss.

Introdução: A síndrome dos ovários policísticos (SOP) é um distúrbio endócrino complexo com aspectos reprodutivos e metabólicos. Alterações do tecido adiposo participam da fisiopatologia da síndrome e anormalidades do metabolismo de ácidos graxos, bem como o estresse oxidativo, parecem ter papel importante nesse processo. Assim, tanto o exercício físico como a metformina são comumente recomendadas. O objetivo deste estudo foi avaliar a expressão de genes envolvidos com a síntese e oxidação dos ácidos graxos e com os níveis de estresse oxidativo no tecido adiposo de ratas com modelo experimental de SOP tratadas com metformina (Met), submetidas ou não a exercício físico em esteira (Ex). Métodos: Foram utilizadas 46 ratas, Wistar, que receberam no 2º dia de vida, uma única injeção subcutânea de propionato de testosterona (1,25 mg) para a indução de estado de estro permanente e óleo de sésamo (controles). Com 80 dias de idade iniciou-se o experimento e os animais foram divididos em 5 grupos: 1) Controle; 2) SOP ; 3) SOP+Met; 4) SOP+Ex; 5) SOP+Met+Ex.Os tratamentos tiveram duração de 6 semanas. Os animais foram sacrificados aos 120 dias de vida e foram retirados os depósitos das gorduras inguinal e mesentérica. Os depósitos de gordura inguinal e mesentérica foram utilizados para análise da expressão dos genes Acaca, Srebp1, Cpt1 e Cd36, por PCR quantitativo em tempo real, e dos níveis de estresse oxidativo pela dosagem das glutationas reduzida (GSH) e oxidada (GSSG). Adicionalmente, o tamanho dos adipócitos foi analisado por histomorfometria. Resultados: Na análise histomorfométrica dos adipócitos da gordura mesentérica, houve diminuição significativa no grupo SOP+Met+Ex em relação ao grupo SOP. O grupo SOP apresentou hipertrofia em relação ao grupo controle. A análise na gordura inguinal não apresentou nenhuma diferença entre os grupos.Não houve diferença estatística entre os grupos nas análises de expressão gênica das gorduras mesentérica e marrom. Não identificamos diferenças nas medidas de estresse oxidativo (razões GSH/GSSG ,GSH, GSH total, GSSG e razão GSH/GSSG) no tecido adiposo subcutâneo, mesentérico, perigonadal e marrom entre os depósitos de gordura dos animais em nenhum dos grupos avaliados / Introduction: Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a complex endocrine disorder, affecting both reproductive and endocrine systems. Changes in adipose tissue are involved in the pathophysiology of the syndrome, and abnormalities of fatty acid metabolism, as well as oxidative stress, appear to play an important role in this process. Thus, both physical exercise and metformin are commonly recommended. The objective of this study was to evaluate the expression of genes involved in the synthesis and oxidation of fatty acids and oxidative stress levels in adipose tissue of in an experimental model of PCOS using Wistar rats. Methods: 46 rats, Wistar, treated with a single subcutaneous injection of testosterone propionate (1.25 mg) for the induction of permanent estrus status (PCOS model) or sesame oil (controls) on the 2nd day of life. Experimental phase of the study was started when animals completed 80 days of age. They were divided into 5 groups: 1) Control; 2) PCOS; 3) PCOS+ Met; 4) PCOS + Ex; 5) PCOS + Met + Ex. Intervention lasted 6 weeks. Animals were sacrificed at 120 days of age and the deposits of inguinal and mesenteric fat were removed. Inguinal and mesenteric fat deposits were used to analyze the expression of Acaca, Srebp1, Cpt1 and Cd36 genes by quantitative realtime PCR and oxidative stress levels by reduced (GSH) and oxidized glutathione (GSSG). In addition, adipocyte size was analyzed by histomorphometry. Results: In the histomorphometric analysis of mesenteric fat adipocytes, there was a significant decrease in the PCOS + Met + Ex group in relation to the PCOS group. PCOS group presented hypertrophy in relation to the control group. Inguinal fat analysis did not present any differences between the groups. There was no statistical difference between groups in analyzes of gene expression of mesenteric and brown fats. We did not identify differences in oxidative stress measurements (GSH / GSSG, GSH, total GSH, GSSG and GSH / GSSG ratio) in the subcutaneous, mesenteric, perigonadal and brown adipose tissue among the fat deposits of the animals in any of the evaluated groups

O uso de esteróide anabolizante é cada vez maior por pessoas que praticam exercícios como forma de lazer, sem se importarem com os possíveis efeitos colaterais, o que vem se tornando um importante problema de saúde pública. Dentre os seus principais efeitos colaterais, destacamos a hipertrofia cardíaca, que parece ser ainda mais pronunciada quando associado ao treinamento físico, sendo esta relacionada a maior atividade da enzima conversora de angiotensina cardíaca. Tendo em vista esse cenário, o presente trabalho visa verificar a participação do sistema renina angiotensina aldosterona sobre a hipertrofia cardíaca e síntese de colágeno induzida pelo esteróide anabolizante, associado ao treinamento físico por natação em ratos, por meio do bloqueio de receptores AT1 com Losartan e dos receptores de mineralocorticóides com Espironolactona. Resultados mostram que a administração de esteróide anabolizante aumenta a ativação do sistema renina angiotensina aldosterona cardíaco, o qual está diretamente relacionado aos seus efeitos colaterais, visto que o bloqueio dos receptores AT1 ou dos RM inibiu esses efeitos. Sendo mostrado pela primeira vez, os efeitos do esteróide anabolizante sobre o aumento na expressão do gene da aldosterona sintase e da enzima 11-HSD2, sugerindo os efeitos dos esteróides anabolizantes sobre o aumento da síntese e atividade da aldosterona cardíaca / The anabolic steroid use is growing by recreational exercise practitioners, without worried about the possible collateral effects, becoming an important problem of public health. Among its deleterious effects we detach the cardiac hypertrophy, that looks to be still bigger when the swimming training was associated, being is related to bigger activity of the cardiac angiotensin converter enzime. With that, the present work is going to verify the renin angiotensin aldosteron system participation about the cardiac hypertrophy and collagen synthesis prompted by the anabolic steroid and the association with the swimming training in rat by means of the AT1 receivers blockade with Losartan and of the mineralocorticoids receivers blockade with Espironolacton. Our results show that the anabolic steroid administration increased the cardiac rennin angiotensin aldosteron system activity, that is straightly related to its deleterious effects, seen that the AT1 receivers blockade or the mineracorticoids receivers blockade inhibited those effects. Being shown by the first time the anabolic steroids effects about the increase of the aldosterone sintase gene expression and of the 11-HSD2 enzyme, suggesting the anabolic steroids effects about the cardiac aldosterone synthesis and activity increase

As doenças isquêmicas representam a principal causa de mortalidade e morbidade no mundo. Dessa forma, o melhor entendimento dos sinais intracelulares envolvidos no estabelecimento e propagação do dano induzido pela isquemia-reperfusão (I/R) é essencial para o desenvolvimento de novas estratégias, futuramente utilizadas na prevenção e no tratamento do infarto agudo do miocárdio, acidente vascular cerebral e isquemia renal. O processo de isquemia-reperfusão gera danos irreparáveis aos tecidos acometidos. A reperfusão do tecido afetado, que ficara temporariamente mantido em hipóxia (com baixa tensão de oxigênio), resulta em um brusco aporte de oxigênio (alta tensão de oxigênio) e consequente colapso metabólico, caracterizado pela disfunção mitocondrial associada à elevada produção de radicais livres. Recentemente demonstramos que estímulos cardioprotetores (ex. pré-condicionamento isquêmico e etanol) são acompanhados pela ativação da proteína quinase C isoforma épsilon (PKC&#949;), aumento de sua translocação para a mitocôndria e consequente fosforilação/ativação da enzima mitocondrial aldeído desidrogenase 2 (ALDH2). A ALDH2 é uma enzima chave na proteção contra danos isquêmicos devido a sua capacidade de oxidar aldeídos, como 4-hidroxi-2-nonenal e acetaldeído, produzidos durante estresse oxidativo. Semelhante ao pré-condicionamento isquêmico, o exercício físico (EF) também promove um aumento da tolerância do miocárdio à lesão de isquemia-reperfusão, entretanto os mecanismos celulares envolvidos nessa cardioproteção ainda são pouco compreendidos. No presente projeto de pesquisa buscamos validar o eixo intracelular PKC&#949;-ALDH2 como possível mecanismo cardioprotetor induzido pelo EF frente estresse de isquemia-reperfusão. Inicialmente, utilizando camundongos selvagens, avaliamos se o exercício físico (7 dias consecutivos) modula a PKC&#949; e a ALDH2, e se essa resposta é transiente ou sustentada. Em seguida, por meio da técnica de isquemia-reperfusão ex vivo (Langendorff), avaliamos a participação individual da PKC&#949; e ALDH2 na cardioproteção mediada pelo exercício físico. Nossos resultados mostram que o exercício físico aumenta a expressão da PKC&#949; no cardiomiócito de forma transiente, visto que 24h após a última sessão de exercício físico esse valor foi restabelecido, e a ALDH2 mostrou aumento sustentado em sua atividade, mantida até mesmo 24h após a última sessão de exercício físico. Além disso, sete dias de exercício físico é capaz de proteger o coração da lesão de isquemia e reperfusão. Entretanto, quando foram utilizados inibidores específicos ou animais geneticamente modificados, essa cardioproteção foi perdida. Assim, nossos resultados sugerem um papel importante do eixo PKC&#949;-ALDH2 na cardioproteção induzida pelo exercício físico frente a uma lesão por isquemia/reperfusão. / Ischemic diseases are the leading cause of mortality and morbidity worldwide. Thus, a better understanding of the intracellular signals involved in the establishment and propagation of damage induced by ischemia-reperfusion is essential to the development of new strategies that can be used in the prevention and treatment of myocardial infarction, stroke and renal ischemia. The process known as ischemia-reperfusion (I/R) causes irreparable damage to the affected tissues due to the wide variation in tissue oxygen tension. Reperfusion of the affected tissue, which had been temporarily maintained at hypoxia (low oxygen tension), results in abrupt oxygen supply (high oxygen tension) and consequent metabolic collapse, characterized by mitochondrial dysfunction associated with high production of free radicals. We recently demonstrated that cardioprotective stimuli (i.e. ischemic preconditioning and ethanol) are accompanied by increased translocation of protein kinase C isoform epsilon (PKC&#949;) to the mitochondria and subsequent phosphorylation-activation of mitochondrial aldehyde dehydrogenase enzyme 2 (ALDH2), which has an inverse correlation with myocardial injury. ALDH2 is a key enzyme in the protection against ischemic damage due to its capacity to oxidize aldehydes (i.e. acetaldehyde and 4-hydroxynonenal) produced during oxidative stress. Similar to ischemic preconditioning, exercise promotes increased myocardial tolerance to ischemia-reperfusion injury; however, the cellular mechanisms involved in this process are still poorly understood. We proposed to validate the intracellular PKC&#949;-ALDH2 axis as a possible exercise-mediated cardioprotective mechanism upon ischemia-reperfusion. Firstly, using wild-type mice, we evaluated whether exercise (7 consecutive days) modulates the activity of PKC&#949; and ALDH2 (transient vs. sustained). Then, through the ex vivo ischemia-reperfusion technique (Langendorff), we evaluated the individual participation of PKC&#949; and ALDH2 in exercise-mediated cardioprotection. Our results show that physical exercise increases the cardiomyocyte PKC&#949; levels in a transient way, since this response was reestablished 24h after the last physical exercise session. Moreover, ALDH2 showed a sustained increase in its activity, which was maintained even 24h after the last session. In addition, seven days of physical exercise was able to protect the heart from ischemia and reperfusion injury, whereas this cardioprotection was lost when specific inhibitors or genetically modified animals (PKC&#949; knockout mice and ALDH2 knock-in mice) were used. Thus, our results suggest an important role of the PKC&#949;-ALDH2 axis in the cardioprotection induced by exercise against ischemia/reperfusion injury.

O treinamento físico aeróbio (TF) e a hipertensão arterial (HA) induzem hipertrofia cardíaca (HC) com características diferentes, e entre as diferenças moleculares podem estar a elucidação de abordagens terapêuticas como os microRNAs (miRNAs). Selecionamos de dados de miRNAarray, 15 miRNAs cardíacos induzidos por dois protocolos de treinamento físico de natação (TF) e comparamos com o miRNAarray em modelo de hipertensão arterial (animais espontaneamente hipertensos, SHR). Foram selecionados 4 miRNAs de interesse (miRNA-27a, 27b, 126 e 29c) que seguiram para a confirmação de sua expressão por qRT-PCR. Destes, selecionamos o miRNA-29c para que fosse realizada a modulação in vivo em SHR jovens. Foi realizada injeção cardíaca intramuscular de partículas de vetor lentiviral para a superexpressão do miRNA-29c. Foram testadas duas doses: baixa (B), 0,6x109 pv/animal e alta (A), 3x109 pv/animal; e por dois períodos de tratamento: 7 e 14 dias. Foi avaliada a expressão de GFP em fígado e coração por western blott para observar a eficiência da transdução viral in vivo. Os efeitos do tratamento na pressão arterial (PA) foram analisados por pletismografia de cauda; na HC pela razão VE/PC (peso do ventrículo esquerdo/peso corporal), peso do coração/PC e (cor/PC), e pelo diâmetro de cardiomiócitos (dCMO) por histologia. qRT-PCR foi utilizado para investigar a expressão do miRNA-29c e seus alvos, colágeno do tipo I e do tipo III (COLIAI e COLIIIAI). O conteúdo de colágeno também foi medido por análise histológica (picrossírius), pela fração volumétrica de colágeno (% col), e pela concentração de OHprolina no VE. Os grupos que receberam baixa dose das partículas lentivirais foram positivos para GFP em coração e fígado, tendo sido assumida a dose baixa como eficiente para futuras transduções. Todos os grupos tratados apresentaram aumento da expressão do miRNA-29c. A expressão gênica do COLIAI diminuiu para os grupos tratados o que não ocorreu para o COLIIIAI. A fração volumétrica foi menor em todos os grupos tratados o que mostra evidência que o tratamento foi eficaz para diminuir a concentração de colágeno cardíaco. Houve diminuição no cor/PC de 7-11% para os grupos SHR7A e SHR7B, que foi concatenada com um aumento no dCMO, com diminuição da fibrose. Nossos resultados sugerem, portanto, que o tratamento com o miRNA29c induz remodelamento cardíaco benéfico, abrindo perspectivas para investigações adicionais sobre terapias antifibróticas para doenças cardiovasculares / Both aerobic exercise training (ET) and Hypertension (HY) induce different cardiac hypertrophy (CH) phenotypes which molecular differences and may lead to new targets for therapies in cardiovascular disease, as microRNAs (miRNAs). We selected 15 miRNAS that were changed by ET from miRNAarray data and compared them with other from HY miRNAarray data. Four miRNAs were selected for qRT-PCR confirmation: miRNA-27a, 27b, 126 e 29c. Among then, miRNA 29c was choosen to be modulated by lentiviral vector due its role in fibrosis regulation. Intramuscular cardiac injection of the lentiviral vector particles was performed following two doses; low-dose , 0,6x109 vp/rat and high 3x109 vp/rat; and for two different times (7 and 14 days). The transduction efficiency was assessed by GFP expression by western blot. Blood pressure (BP) was measured by caudal pletysmography, CH was analysed by ratio LVw/BW (left ventricle weight/body weight), heartw/BW (heart weight/body weight) and by cardiomyocyte diameter (dCMO). qRT-PCR was used to assess miRNA-29c expression and its targets COLIAI and COLIIIAI gene expression. The LV collagen content was assessed by histology (Picrossirius red), by collagen volume fraction, and by Hydroxiproline concentration. Both groups that received the lowe doses were GFP positive in the heart and liver tissue,We assumed that low doses were better for future in vivo transduction. BP did not increase to SHR14A and SHR14B, what did not occurred to the 7 days groups. The miRNA-29c expression increased in all treated groups versus their control (CSI). COLIAI expression decreased in treated groups, while COLIIIAI did not change. Collagen volume fraction decreased in all treated groups, which shows that the treatment was efficient to decrease the cardiac collagen. Heart/BW decreased 7-11% in SHR14B and SHR14A and there were an increase in dCMO in all treated groups, that shows that cardiac remodeling of treated SHR included an increase in size of CMO and a decrease in cardiac fibrosis Our data suggests that there is a beneficial cardiac remodeling after treatment with miRNA-29c, which opens perspective for further investigation of antifibrotic therapies for cardiovascular disease

Fortschreitendes Alter geht häufig mit Leistungsabnahmen in kognitiven Aufgaben einher. Eine steigende Anzahl Studien zeigt, dass regelmäßige körperliche Aktivität negativen Alterseffekten entgegenwirken kann und somit zur Erhaltung kognitiver und zerebraler Funktionen im Alter beiträgt. Die vorliegende Dissertation untersuchte im Rahmen eines Ausdauertrainings die Zusammenhänge zwischen Veränderungen in der körperlichen Fitness und Veränderungen in Gehirn und Verhalten bei älteren Erwachsenen. Studie I zeigt, dass zuvor gefundene Vergrößerungen des Hippocampus auf Änderungen der Mikrostruktur des zugrundeliegenden Gewebes zurückgeführt werden können. Die Probanden, die ihre Fitness am meisten verbesserten, zeigten auch die stärkste Verdichtung des Hippocampusgewebes. Die Verdichtung des Gewebes stand wiederum in positivem Zusammenhang mit der Veränderung im Hippocampusvolumen. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass Veränderungen im Volumen aus einer Vermehrung der Zellmembranen resultieren und nicht aus der Ausdehnung bereits vorhandener Zellen. In Studie II hingen Veränderungen in der Fitness zusammen mit Veränderungen in der Mikrostruktur eines präfrontalen Traktes der weißen Substanz, nämlich dem Forceps minor. Gleichermaßen hingen die Veränderungen in der Mikrostruktur des Forceps minor mit Veränderungen in einem zusammengesetzten Maß fluider kognitiver Fähigkeiten zusammen. Dieses Ergebnis zeigt, dass Veränderungen in der Mikrostruktur der weißen Substanz möglicherweise zu den positiven Auswirkungen von körperlicher Aktivität auf kognitive Fähigkeiten beitragen. Studie III zeigt, dass Veränderungen der Fitness positiv mit Veränderungen der neuronalen Spezifität korrelieren, welches als indirektes Maß für dopaminerge Neuromodulation angenommen wird. Zusammenfassend erweitern die Ergebnisse dieser Dissertation die Literatur über positive Effekte von körperlicher Aktivität auf Alterungsprozesse und stärken den Kenntnisstand über zugrundeliegende Mechanismen. / Advanced age has been consistently linked to performance deterioration in cognitive tasks targeting the ability to mentally manipulate information. A growing body of literature suggests that regular physical exercise alleviates the adverse effects of age and helps to preserve cognitive and cerebral capacities in old age. The present dissertation investigated associations between changes in fitness and changes in cerebral and cognitive measures within a group of older adults who participated in an exercise intervention. Paper I shows that previously reported increases in hippocampal volume can be linked to exercise-induced changes in the underlying tissue microstructure. The participants who improved most in fitness showed most increments in hippocampal tissue density. Changes in tissue density were in turn positively associated with changes in hippocampal volume. This finding suggests that volumetric changes result from an increase in the bulk of cell membranes, and not from a mere dilation of existing cells. In Paper II, changes in fitness were associated with changes in the microstructure of a prefrontal white matter tract, namely the forceps minor. Likewise, changes in forceps minor microstructure were related to changes in a composite score of fluid cognitive abilities. This result indicates that changes in white matter microstructure may contribute to the beneficial effects of exercise on cognition. Paper III demonstrates that changes in fitness are positively correlated with changes in neural specificity, presumably an indirect marker of dopaminergic neuromodulation. In summary, findings from the present dissertation extend the literature on beneficial effects of exercise on age-related deterioration and add knowledge regarding the underlying mechanisms.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2017-06-05T14:03:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) JEFFERSON ROSA DE MENEZES.pdf: 2848766 bytes, checksum: e87a7c0a040b93eb5052a1ea902c099e (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2017-06-05T14:03:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) JEFFERSON ROSA DE MENEZES.pdf: 2848766 bytes, checksum: e87a7c0a040b93eb5052a1ea902c099e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T14:03:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) JEFFERSON ROSA DE MENEZES.pdf: 2848766 bytes, checksum: e87a7c0a040b93eb5052a1ea902c099e (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / A deprivação maternal é um potente estressor na fase inicial da vida de mamíferos, ocasionando diversos déficits cognitivos que se mantêm na vida adulta. Dentre os mecanismos envolvidos nestes déficits estão o desiquilíbrio oxidativo e as alterações em determinadas proteínas, como o fator neurotrófico derivado do cérebro (do inglês Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF). Estes eventos podem ocorrer em diferentes regiões do no cérebro, entre elas o hipocampo, principal região responsável pela formação e consolidação das memórias. Esta dissertação investigou os efeitos de diferentes estratégias neuroprotetoras (exercício físico, suplementação com chá verde, e, enriquecimento ambiental) nos déficits de memória advindos da deprivação maternal. Para avaliar a função mnemônica, foi utilizado um modelo animal de DM (em ratos Wistar) e os testes de reconhecimento de objetos, esquiva inibitória e labirinto aquático de Morris. Para avaliar o balanço redox hipocampal quantificamos espécies reativas de oxigênio (EROs), espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), níveis de glutationa (GSH) e capacidade antioxidante total (FRAP), além disso, determinamos a atividade da enzima acetilcolinesterase e a quantificamos os níveis de BDNF. Nossos resultados demonstram que o exercício físico e o chá verde são estratégias antioxidantes eficazes de neuroproteção em um modelo de DM. Também demonstram que o enriquecimento ambiental é capaz de reverter os efeitos deletérios oriundos da DM por meio do incremento dos níveis de BDNF. Estes resultados revelam a possibilidade da utilização dessas intervenções como estratégia de neuroproteção. / Maternal deprivation is a potent stressor in the early life of mammalian, leading to several cognitive deficits that remain until adulthood. Among the mechanisms involved in these deficits are the oxidative imbalance and the alterations in some proteins, such as Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF), events that can occur in different brain regions, as the hippocampus, the main region responsible for the memory formation and consolidation. This master thesis investigated the effects of different neuroprotective strategies (physical exercise, green tea supplementation, and environmental enrichment) on memory deficits related to maternal deprivation (MD). To evaluate the mnemonic function was used an animal model of MD (using Wistar rats) and the object recognition, inhibitory avoidance and Morris water maze memory tests. To evaluate hippocampal redox balance we quantified the reactive oxygen species (ROS), the thiobarbituric acid reactive species (TBARS), the glutathione levels (GSH) and the total antioxidant capacity (FRAP), as well as determine the acetylcholinesterase activity and the BDNF levels. Our results show that physical exercise and green tea are effective neuroprotective antioxidant strategies in a MD model. They also demonstrate that environmental enrichment is capable to reverse the deleterious effects of MD by increasing BDNF levels. These results reveal the possibility of using these interventions as a neuroprotection strategy.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2017-06-13T19:37:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Leandro Cattelan Souza.pdf: 2067184 bytes, checksum: 57f603dc4ba74cf44e1d1e0b694baa39 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2017-06-13T19:37:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Leandro Cattelan Souza.pdf: 2067184 bytes, checksum: 57f603dc4ba74cf44e1d1e0b694baa39 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T19:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Leandro Cattelan Souza.pdf: 2067184 bytes, checksum: 57f603dc4ba74cf44e1d1e0b694baa39 (MD5) Previous issue date: 2017-03-11 / A doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa, sendo considerada a principal causa de demência. O envelhecimento é o principal fator de risco para a DA, cuja estimativa anual de incidência e prevalência aumenta dramaticamente com a idade. A principal manifestação clínica da DA é o progressivo declínio das funções cognitivas, com a perda da memória sendo um dos sintomas iniciais da doença. No entanto, os pacientes de DA frequentemente apresentam sintomas comportamentais e psicológicos da demência (BPSD), também conhecidos como sintomas neuropsiquiátricos da demência, e.g. depressão, ansiedade e psicose, piorando a inabilidade e o fardo da doença. Apesar de os exatos mecanismos não estarem totalmente entendidos, evidências emergentes indicam que a ativação da indoleamina-2,3-dioxigenase (IDO), a enzima limitante da via da quinurenina (KP), está envolvida na neurotoxicidade do peptídeo beta-amilóide (A?)1-42 e na patogenia da DA. O exercício físico tem sido considerado uma intervenção efetiva na DA, atenuando ou limitando sua progressão. Não obstante, os mecanismos neurobiológicos subjacentes ao efeito neuroprotetor do exercício ainda não estão totalmente elucidados. Em vista disso, no presente estudo nós buscamos investigar três questões principais. Primeiro, os efeitos de uma infusão intracerebroventricular (i.c.v.) do peptídeo A?1-42 (400 pmol/animal; 3 ?l/sítio) sobre a regulação de biomarcadores da KP (atividade da IDO e níveis de triptofano (TRP) e quinurenina (KYN)) e o impacto deste peptídeo sobre os níveis de fatores neurotróficos foram investigados como potenciais mecanismos de ligação entre a neuroinflamação e os distúrbios cognitivos e emocionais em camundongos. Segundo, nós examinamos se o envelhecimento está associado a uma maior sensibilidade às alterações comportamentais e neuroquímicas provocadas pela infusão de A?1-42, e se a KP está envolvida nesses efeitos. Por fim, nós investigamos o efeito protetor de um treinamento de natação (ST) de 8 semanas sobre as funções cognitivas e não-cognitivas e seu papel em modular os biomarcadores da KP após a administração do peptídeo A?1-42 dentro do cérebro dos camundongos. Os nossos resultados mostraram níveis elevados de citocinas pró-inflamatórias nos camundongos tratados com A?1-42, os quais levaram a um 2 aumento da atividade da IDO no córtex pré-frontal (PFC) e hipocampo (HC). A ativação da IDO subsequentemente aumentou a produção de KYN e a razão KYN:TRP, assim como diminuiu os níveis de fatores neurotróficos no PFC e HC, contribuindo para os seguintes distúrbios comportamentais A?-associados: prejuízos na memória no teste de reconhecimento de objetos (ORT), comportamento tipo-depressivo e tipo-ansiedade no teste de suspensão de cauda (TST) e no labirinto em cruz elevado (EPMT), respectivamente. Além disso, nós confirmamos que os camundongos idosos, quando comparados aos animais jovens, apresentaram maior déficit cognitivo no ORT e maiores níveis de comportamento tipo-ansiedade no EPMT, após a administração de A?1-42. Os camundongos idosos também responderam ao A?1-42 com uma maior deficiência do fator neurotrófico derivado do cérebro, menores níveis de glutationa e menor capacidade antioxidante total, assim como responderam com uma maior atividade da IDO e maiores níveis de KYN e razão KYN:TRP no PFC e HC. Estes efeitos do peptídeo A?1-42 estavam associados a um maior estado pró-inflamatório, como indicado pelos maiores níveis de interleucina-6 e menores níveis de interleucina-10 nestas estruturas cerebrais. Por outro lado, os nossos resultados demonstraram que o ST foi efetivo em prevenir a perda de memória no ORT e os comportamentos tipo-depressivo e tipo-ansiedade, no TST e EPMT, respectivamente. O ST aboliu a resposta neuroinflamatória e a deficiência neurotrófica no PFC e HC induzidos por A?1-42. Ademais, o peptídeo A?1-42 aumentou a atividade da IDO, os níveis de KYN e TRP e a razão KYN:TRP no PFC e HC – alterações que foram bloqueadas pelo ST. Portanto, o presente estudo forneceu 3 principais achados: (I) a ativação da IDO no cérebro desempenha um papel-chave na mediação dos distúrbios da memória e emocionais em um modelo experimental baseado na neuroinflamação A?-induzida; (II) o estado inflamatório associado ao envelhecimento e a infra-regulação de substâncias neuroprotetoras endógenas torna os camundongos idosos mais vulneráveis à perda de memória, aos sintomas de ansiedade e à desregulação da KP induzidos pelo peptídeo A?1-42; e (III) o ST é eficaz em prevenir os déficits comportamentais e neurobiológicos induzidos pelo peptídeo A?1-42 e estes efeitos neuroprotetores estão provavelmente envolvidos com a inibição da ativação da inflamação/IDO e com a supra-regulação de fatores neurotróficos no cérebro de camundongos. Em conclusão, nós sugerimos que o exercício físico pode ser usado como uma intervenção não-farmacológica para aliviar tanto os sintomas cognitivos quanto não-cognitivos associados ao envelhecimento e à DA. / Alzheimer´s disease (AD) is the most common neurodegenerative form of dementia. Aging is the most important risk factor for AD with the estimated annual incidence and prevalence rising dramatically with age. The primary presentation of AD is progressive cognitive decline, with memory loss being a relatively early sign of the disease. Nevertheless, AD patients also frequently exhibit behavioral and psychological symptoms of dementia (BPSD), also known as neuropsychiatric symptoms of dementia, including depression, anxiety and psychosis, worsening the disability and caregiver burden. Despite de exact mechanisms are not completely understood, emerging evidence indicates that the activation of indoleamine-2,3-dyoxigenase (IDO), a first and rate-limiting enzyme in the kynurenine (KYN) pathway, is involved in amyloid-beta (A?1-42)-neurotoxicity and AD pathogenesis. Physical exercise has been considered an effective intervention in AD, attenuating or limiting their progression. Nevertheless, the neurobiological mechanisms underlying the neuroprotective effects of exercise have not yet been fully elucidated. In view of this, in the current study we sought to investigate three main issues. First, the effects of an intracerebroventricular (i.c.v.) injection of A?1-42 peptide (400 pmol/mice; 3 ?l/site) on the regulation of KP biomarkers (IDO activity, tryptophan (TRP) and kynurenine (KYN) levels) and the impact of A?1-42 on neurotrophic factors levels were investigated as potential mechanisms linking neuroinflammation to cognitive/emotional disturbances in mice. Second, we examined whether aging is associated with a higher sensitivity to behavioural and neurochemical alterations elicited by A?1-42 injection, and whether KYN pathway is involved in these effects. Ultimately, we investigated the protective effect of an 8-week swimming training (ST) exercise on cognitive and non-cognitive functions and its role in modulating biomarkers of KYN pathway post A?1-42 administration into the mouse brain. Our results showed increased levels of proinflammatory cytokines in the A?1-42-treated mice, which led to an increase in IDO activity in the prefrontal cortex (PFC) and the hippocampus (HC). The IDO activation subsequently increased KYN production and the KYN/TRP ratio and decreased the levels of neurotrophic factors in the PFC and HC, contributing for the following A?-associated behavioral disturbances: memory impairment in the object recognition test (ORT), depressive-like and anxiety-like behaviour in the tail suspension test (TST) and elevated plus-maze test (EPMT), respectively. In addition, we confirmed that aged mice, when compared to young mice, displayed higher cognitive deficit in the ORT and higher anxiety-like behaviour in 4 the EPMT after the A?1-42 administration. Aged mice also responded to A?1-42 with a higher deficiency of brain-derived neurotrophic factor, glutathione levels and total radical-trapping antioxidant capacity, a higher IDO activity and a higher KYN and KYN/tryptophan ratio in the PFC and HC. These effects of A?1-42 were associated with a higher proinflammatory status, as reflected by elevated interleukin-6 levels and reduced interleukin-10 levels in these brain structures. On the other hand, our results demonstrated that ST was effective in preventing the memory impairment in the ORT and depressive/anxiety-like behaviour in the TST and EPMT, respectively. ST abrogated the neuroinflammatory response and neurotrophic deficiency in the PFC and HC induced by A?1-42. Also, A?1-42 increased IDO activity, KYN and TRP levels and KYN:TRP ratio in the PFC and HC – alterations that were blocked by ST. Therefore, the present study provides three main findings: (I) brain IDO activation plays a key role in mediating the memory and emotional disturbances in an experimental model based on A?-induced neuroinflammation; (II) the age-associated inflammatory signature and down-regulation of endogenous neuroprotectants in the brain render aged mice more vulnerable to A?1-42-induced memory loss, anxiety symptoms and KYN pathway dysregulation; and (III) ST is effective in preventing behavioural and neurobiological deficits induced by A?1-42, and these neuroprotective effects are likely to involve the inhibition of inflammation/IDO activation and up-regulation of neurotrophic factors in brain of mice. In conclusion, we suggest that physical exercise can be used as a non-pharmacological approach to alleviates both cognitive and non-cognitive symptoms associated with aging and AD.

Les mécanismes impliqués dans les adaptations du phénotype métabolique musculaire au cours de l’exercice physique restent imparfaitement connus. Nous nous sommes intéressés au concept d’hormèse mitochondriale qui se définit comme un stress métabolique activant les voies de signalisation menant à une activation mitochondriale.En première partie, nous avons validé l’utilisation d’un nouveau système de mesure des échanges gazeux chez le rat au cours de différents exercices sur tapis roulant, et démontré que pour une vitesse de course sous maximale, un exercice en descente sollicite le système cardiovasculaire de façon modérée sans altérer la fonction mitochondriale musculaire, ni augmenter la production de radicaux libres oxygénés.En deuxième partie, nous avons montré qu’un découplage mitochondrial provoqué par un traitement des rats au 2,3-dinitrophénol (DNP) pendant 3 semaines engendre des adaptations métaboliques menant à l’augmentation de la masse mitochondriale du muscle squelettique. Ces animaux ont une capacité à l’exercice diminuée, malgré une augmentation de leur VO2max.Pour finir, nous avons montré qu’un préconditionnement par l’exercice protège la mitochondrie musculaire squelettique des effets délétères de l’ischémie-reperfusion. L’exercice semble activer le métabolisme via un phénomène d’hormèse mitochondriale permettant la protection musculaire. En conclusion, cette thèse nous montre d’une part l’importance de la mitochondrie (aspect quantitatif mais surtout qualitatif) en terme de limitation à l’exercice, et d’autre part nous suggère que l'optimisation du fonctionnement mitochondrial pourrait être une bonne garantie pour pouvoir lutter efficacement contre les stress, notamment oxydatifs, auxquels l'organisme est soumis en (quasi)permanence. / The mechanisms regulating the metabolic phenotype adaptations in skeletal muscle during physical exercise is still unknown.We studied the mitochondrial hormesis phenomenon that could be defined as a metabolic stress activating the signaling pathways leading to a mitochondrial stimulation (mitochondrial biogenesis).In the first part, we validated the utilization of a new system determining the gas exchange in rat during a treadmill exhaustive exercise. We showed that a submaximal downhill exercise activate moderately the cardiovascular system, without mitochondrial functional impairments and without any augmentation of the systemic ROS production. In the second part, we showed that a mitochondrial uncoupling following a dinitrophenol treatment during 3 weeks in rats induced some metabolic adaptations leading to a higher mitochondrial mass in skeletal muscle. The exercise capacity of these animals is reduced whereas the maximal oxygen consumption is higher.In the last part, we showed that a preconditioning protocol with an acute exercise protected the skeletal muscle mitochondria from the deleterious effects of ischemia-reperfusion. This exercise seems to activate the muscular metabolism via a phenomenon of mitochondrial hormesis activation, allowing an efficient muscular protection.In conclusion, this thesis shows the importance of the mitochondria in terms of qualitative and quantitative aspects and shows the participation of this organelle in the exercise limitation. Moreover, these works suggest that the optimization of the mitochondrial function could be a good guarantee in order to efficiently fight against oxidative stress at the level of the whole organism.

Avaliamos o efeito do treinamento físico intenso e da restrição alimentar no eixo reprodutor e na expressão do RNAm do MCH em ratas fêmeas. Utilizamos ratas fêmeas sedentárias alimentadas (SA), sedentárias com restrição alimentar, treinadas alimentadas (TA) e treinadas com restrição alimentar. O grupo TR entrou em anestro a partir da quarta semana de experimento. Os grupos restritos apresentaram redução de peso corporal, ovários, úteros e tecido adiposo branco, comparados aos alimentados. Houve redução sérica de leptina nos grupos SR e TR. Os grupos TA, SR e TR apresentaram cistos ovarianos. A expressão do RNAm do ppMCH na área incerto-hipotalâmica (IHy) foi menor nos animais TR, SR e nos animais alimentados em proestro, e na área hipotalâmica lateral (LHA) foi maior nos animais em restrição alimentar e nos animais alimentados em proestro. Conclui-se que a leptina exerce forte influencia no eixo reprodutor feminino, tal ação parece ter envolvimento do MCH, sobretudo o proveniente da IHy, uma vez que o MCH da LHA tem relação com o estímulo a busca de alimento. / We evaluated the effect of intense physical training and food restriction on the reproductive axis and MCH mRNA expression in female rats. We used female rats fed sedentary (SF), food-restricted sedentary, trained fed (TF) and trained with food restriction. The group entered anestrus TR from the fourth week of the experiment. The restricted groups had reduced body weight, ovary, uterus and white adipose tissue, compared to the fed. There was a reduction of serum leptin in the SR and TR groups. The TF groups, SR and TR had ovarian cysts. The expression of mRNA ppMCH incerto-hypothalamic area (IHy) was lower in TR animals, SR and animals fed on proestrus, and the lateral hypothalamic area (LHA) were higher in animals on restricted food and animal feeding in proestrus. It is concluded that leptin exerts a strong influence on female reproductive axis, such action appears to have involvement of MCH, especially from the IHy, since the MCH of the LHA is related to the motivational behavior associated to the search for food.