Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T21:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_ThiagoMartins_M.pdf: 1168177 bytes, checksum: 6c327ab4c396fab9844364b47f69ad79 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A desnutrição ainda é um problema de saúde pública que afeta principalmente países em desenvolvimento e sua prevalência chega a ser crescente em algumas áreas. Vários estudos obtiveram êxito em correlacionar a má nutrição em estágios iniciais de vida com o desenvolvimento de doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2 na vida adulta. No modelo de desnutrição pós desmame verifica-se menor secreção de insulina estimulada por glicose e outros agentes insulinotrópicos bem como menor expressão de várias proteínas envolvidas com a funcionalidade da célula b. Estudos realizados por nosso grupo e outros laboratórios mostram que a suplementação de camundongos com taurina aumenta a secreção de insulina além de regular o influxo de íons Ca2+ para as células b, etapa crucial para o processo secretório. Para avaliar os efeitos da taurina sobre animais desnutridos, utilizamos ratos wistar, machos com 21 dias de vida. Os animais receberam dieta contendo 17% de proteína (normoprotéica) (C) ou 6% de proteína (hipoprotéica) (D). Animais C e D receberam suplementação com taurina a 2,5% na água de beber por 30 dias (CT30 e DT30) ou 90 dias (CT90 e DT90). Em seguida avaliamos parâmetros biométricos e bioquímicos, tolerância à glicose, secreção de insulina estimulada por glicose e pelo agonista colinérgico carbacol, expressão de proteínas envolvidas no controle da secreção de insulina e, finalmente, registramos os movimentos citoplasmáticos de íons Ca2+ após estímulo com glicose e carbacol. Verificamos que a restrição protéica retardou o crescimento dos animais além de reduzir a concentração plasmática de proteínas totais (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54; CT90 = 6,87±0,19; D = 5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5) e albumina (C = 3,20±0,11; CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 = 2,49±0,09; DT90 = 2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) sem efeito da suplementação com taurina. Os animais D se mostraram mais tolerantes à glicose e a suplementação com taurina por 90 dias restaurou parcialmente a tolerância desses animais (C = 30249±2682; CT30 = 37255±6691; CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 = 23425±3856 AAC; n = 5-9). Nesse trabalho mostramos que a suplementação com taurina corrige a hipoinsulinemia verificada em animais desnutridos alimentados (C = 4,97±0,34; CT90 = 3,56±0,52; D = 1,39±0,10; DT90 = 3,31±0,70 ng/ml; n = 5-8) bem como a responsividade de ilhotas isoladas a concentrações crescentes de glicose. Verificamos também que a taurina normaliza a secreção de insulina potencializada pelo carbacol (C = 9,4+0,8; CT90 = 12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 = 9+0,7 ng/ml; n = 12). As respostas secretórias foram observadas em conjunto com a regulação da expressão das proteínas SERCA3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 = 149+11 % do C; n = 6), receptor muscarínico M3 (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10; DT90 = 108+14 % do C; n = 5) e sintaxina 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90 = 77+11 % do C; n = 5) que participam do controle de diferentes etapas do processo de secreção de insulina. Por fim, verificamos que a suplementação com taurina melhorou o padrão de oscilação de íons Ca2+ após estímulo com glicose. Concluímos então que a suplementação com taurina por 90 dias restaura a sensibilidade das ilhotas à glicose e ao carbacol possivelmente pela regulação do fluxo de cálcio para as células b bem como pela modulação da expressão de proteínas que controlam o processo de secreção de insulina. / Abstract: Malnutrition still is a public health issue, especially in developing countries. Many studies correlate malnourishment during early life and the development of cardiovascular disease and type 2 Diabetes Mellitus on latter stages. Animal models of malnutrition reveal impaired insulin secretion stimulated by glucose and other insulinotropic agents as well as lower expression of key proteins for b cell function. The literature shows that taurine supplementation increases insulin secretion and regulates calcium dynamics on b cells. Male, 21 days old, wistar rats received diet containing 17% (C) or 6% (D) of protein. Both groups received taurine supplementation on the drinking water for 30 (CT 30 and DT 30) and 90 (CT90 and DT 30) days. Next we assessed biometric and biochemical parameters, glucose tolerance, glucose and carbacholstimulated insulin secretion, protein expression of muscarinic M3 receptor, Phospholipase C b2, SERCA3, Syntaxin 1 and, finally, we registered cytoplasmic Ca2+ after stimulus with glucose and carbachol. Protein restricted rats showed lower body weight, plasma proteins (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54; CT90 = 6,87±0,19; D = 5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5), albumin (C = 3,20±0,11; CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 = 2,49±0,09; DT90 = 2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) and increased glucose tolerance (C = 30249±2682; CT30 = 37255±6691; CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 = 23425±3856 AUC; n = 5-9). Taurine supplementation had no effect upon nutritional status parameters and partially restored glucose tolerance and insulinemia to C levels. Taurine increased secretory response to glucose and carbachol (C = 9,4+0,8; CT90 = 12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 = 9+0,7 ng/ml; n = 12). It also increased protein expression of M3 receptor (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10; DT90 = 108+14 % of C; n = 5), SERCA 3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 = 149+11 % of C; n = 6) and syntaxin 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90 = 77+11 % of C; n = 5). Finally, taurine supplementation for 90 days improved Ca2+ dynamics when the islets were stimulated with glucose. In conclusion, these data show that taurine supplementation restores secretory responsiveness to glucose and carbachol possibly through Ca2+ dynamics modulation and increased expression of key proteins for insulin secretion. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Wilma De Grava Kempinas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T00:08:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toledo_FabiolaChoquetade_M.pdf: 1000398 bytes, checksum: 9cf86bfc7f87dcc8b95868615ad606b2 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nos últimos anos vem aumentando o reconhecimento mundial sobre a relevância da nutrição como pilar básico para o desenvolvimento econômico e social. Em países em desenvolvimento como o Brasil, por exemplo, a desnutrição é um problema sócio-econômico causado pela má alimentação e pela baixa renda. O nascimento de crianças com baixo peso é reconhecido como um importante problema de saúde pública, com efeitos devastadores no desenvolvimento, na sobrevivência e na saúde humana. Milhares de crianças têm seu crescimento retardado pela má nutrição, no entanto poucos trabalhos relacionam a desnutrição protéica materna e o desenvolvimento do sistema reprodutor. Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o impacto da desnutrição protéica in utero sobre parâmetros morfofuncionais do trato reprodutivo masculino em diferentes fases do desenvolvimento sexual: pré-puberal, peripuberal e adulta, assim como sobre a instalação da puberdade em filhotes fêmeas, utilizando o rato como modelo experimental. Para tanto, foram obtidas ratas prenhes e divididas em dois grupos experimentais: grupo que recebeu ração padrão (n=12, grupo RP, 17% de proteína) e grupo que recebeu ração hipoprotéica (n=16, grupo RH, 6% de proteína) durante toda a prenhez. Durante a lactação os dois grupos experimentais receberam ração padrão. No 20º dia gestacional, 10 ratas (grupo RP n=4, grupo RH n=6) foram sacrificadas procedendo-se em seguida a laparotomia para avaliação da performance reprodutiva das progenitoras. As demais ratas prenhes (grupo RP n=8, grupo RH, n=10) foram mantidas para permitir o nascimento e amamentação dos filhotes. A restrição protéica provocou redução do peso placentário, aumento do consumo de ração das progenitoras durante o início da gestação e redução deste consumo no final da gestação e início da lactação. No entanto, esta variação no consumo de ração não foi suficiente para compensar o efeito da dieta hipoprotéica sobre o organismo materno e fetal, uma vez que o ganho de peso das progenitoras durante a gestação e o peso dos filhotes nas diferentes fases do desenvolvimento apresentaram redução significativa. Os filhotes fêmeas do grupo RH tiveram aumento da distância anogenital, sugerindo um processo de masculinização do fenótipo feminino. Nos filhotes de ambos os sexos a restrição protéica in utero provocou atraso no início da puberdade. Nos filhotes machos a restrição protéica provocou redução do peso testicular na fase pré-puberal e no adulto provocou danos em alguns parâmetros morfofuncionais do sistema reprodutivo reduzindo o peso do ducto deferente, o número de células de Sertoli, a motilidade espermática, a produção diária de espermatozóides e a reserva espermática na cauda do epidídimo. Os níveis séricos de testosterona foram reduzidos em 27% quando comparado ao grupo RP. Por outro lado, a incidência de espermatozóides com anormalidades morfológicas e retenção de gota citoplasmática aumentou. Assim, conclui-se que a restrição protéica in utero, nestas condições experimentais, provocou restrição de crescimento, comprometeu o desenvolvimento sexual, atrasando o início da puberdade e provocando danos espermáticos no adulto. / Abstract: In the past few years the worldwide recognition of the relevance of nutrition as a basis for social and economic development has been growing. In developing countries such as Brazil undernutrition is a socioeconomic problem caused by poor nutrition and low income. The birth of children with low birth weight is considered an important public health problem, with devastating effects on human development, survival and health. Although millions of children have their growth retarded due to poor nutrition, few works relate maternal proteic undernutrition to the development of the reproductive system. Thus, the objective of the present work was to evaluate the impact of in utero proteic undernutrition on morphofunctional endpoints in the male reproductive tract during the following phases of sexual development: prepubertal, peripubertal and adult, as well as on the installation of puberty in the female pups, utilizing the rat as the experimental model. For this, pregnant female rats were obtained and divided into two experimental groups: one treated with standard chow (SC, n=12, 17% protein) and the other treated with hypoproteic chow (HC, n=16, 6% protein) throughout gestation. During the lactation period the two groups received standard chow. On the 20th gestational day 10 rats (SC n=4, HC n=6) were sacrificed and laparotomy was performed to evaluate maternal reproductive performance. The remaining pregnant rats (SC n=8, HC n=10) were left to deliver and nurse the offspring. The proteic restriction provoked reduction in the placental weight, increase in the maternal chow consumption at the beginning of pregnancy and reduction at the end of pregnancy and beginning of lactation. However, this variation in the chow consumption was not sufficient to compensate for the hypoproteic effect on the maternal and fetal organisms, since the maternal weight gain over gestation and the weight of the pups in the different phases of the development were significantly reduced. The anogenital distance increased in the female pups of the HC group suggesting a process of masculinization of the female phenotype. In both sexes the in utero proteic restriction delayed pubertal installation. In the male offspring the proteic restriction caused reduction in the testicular weight at prepuberty and, at adulthood, damage to some of the morphofunctional endpoints of the reproductive system by reducing: the vas deferens weight, number of Sertoli cells, sperm motility, daily sperm production and sperm reserves in the epididymal cauda. Serum testosterone levels were lowered by 27% compared to the SC group. On the other hand, the incidence of sperm cells with morphological abnormalities and retention of the cytoplasmatic droplet increased. It was concluded that the proteic restriction in utero, in these experimental conditions, restricted growth, compromised the sexual development by delaying the beginning of puberty and leaded to damage in adulthood. / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T13:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trevisan_Amon_M.pdf: 3520740 bytes, checksum: 90ddd0dc662586a0279a2c1e1f000b3b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os canais de cálcio voltagem-dependentes (CaV) são proteínas de membrana plasmática que conduzem cálcio, e são ativados pela despolarização da mesma promovendo influxo do íon, que serve como um segundo mensageiro intracelular, transformando sinais elétricos em químicos. Esse processo controla diversos eventos intracelulares, como exocitose, endocitose, contração muscular, transmissão sináptica e metabolismo. Em células beta (B), a secreção de insulina estimulada por glicose e/ou leucina ocorre por diversos sinais que levam à despolarização da membrana e influxo de cálcio, que age no processo de acoplamento estímulo/secreção dos grânulos contendo insulina. É possível a existência de efeitos sinérgicos entre o metabolismo da leucina e glicose, permitindo um controle fino da expressão gênica, produção e secreção de insulina em células B. Recentemente demonstramos que animais que sofreram um processo de restrição protéica modificam o mecanismo de secreção de insulina alterando a resposta secretória para diferentes secretagogos (glicose, aminoácidos, etc.). Nesse trabalho, buscamos elucidar o envolvimento dos íons cálcio nos processos de secreção de insulina, bem como avaliar a expressão gênica e protéica das subunidades alfa1 e beta2 do canal nos diferentes grupos estudados. Observamos uma redução na expressão gênica das duas subunidades do CaV em ilhotas de animais desnutridos e uma tendência de recuperação na expressão protéica da subunidade ?1 em animais desnutridos suplementados com leucina. As áreas abaixo das curvas (AUC) de cálcio das ilhotas não apresentaram diferença entre os grupos quando estimulados com alta (16,7 mM) glicose e 40 mM de K+, porém, há um aumento na área abaixo da curva quando estimuladas com tolbutamida no grupo desnutrido suplementado com leucina (LPL). As secreções de insulina frente a inibidores de canal de cálcio apresentaram resultados similares frente a alta glicose e tolbutamida, porém apresentando valores absolutos menores. Ilhotas provenientes de animais LPL apresentaram recuperação da taxa de liberação de insulina quando estimuladas com ácido ketoisocapróico, atingindo valores similares aos controles. Essa recuperação não foi observada quando estimulamos as ilhotas com cloreto de potássio. Observamos também uma redução na área das ilhotas de animais desnutridos, com recuperação a valores equivalentes aos controles quando há suplementação com leucina. Nossos dados sugerem que o manejo dos íons cálcio possa não estar diretamente envolvido na melhora da secreção de insulina por ilhotas de animais desnutridos suplementados com leucina, mesmo havendo uma melhora na expressão protéica da subunidade alpha1 do Cav em ilhotas de animais LPL, através de uma possível modulação pós-transcricional. / Abstract: Voltage-dependent calcium channels (CaV) are plasma membrane proteins that lead calcium, and are activated by depolarization of the same by promoting the influx of this ion, which serves as an intracellular second messenger, turning electrical signals into chemical. This process controls several intracellular events such as exocytosis, endocytosis, muscle contraction, synaptic transmission and metabolism. In beta cells (B), insulin secretion stimulated by glucose and/or leucine occurs by several signs that lead to membrane depolarization and calcium influx, which acts on the coupling process stimulus/secretion of granules containing insulin. It is possible that there are synergistic effects between the metabolism of glucose and leucine, allowing fine control of gene expression, production and insulin secretion in B cells. We have shown that animals which have undergone a process of protein restriction alter the mechanism of insulin secretion by altering the secretory response to different secretagogues (glucose, amino acids, etc.). In this paper we elucidate the involvement of calcium ions in the process of insulin secretion, as well assess the gene and protein expression of alpha1 and beta2 subunits of the channel in different groups. Observed a decrease in gene expression of two subunits of CaV in islets of malnourished animals and a recovery trend in protein expression of ?1 subunit in malnourished animals supplemented with leucine. The areas under the curve (AUC) for calcium of islets did not differ between groups when stimulated with high (16.7 mM) glucose and 40 mM K +, however, there is an increase in area under the curve when stimulated with tolbutamide in undernourished group supplemented with leucine (LPL). The secretions of insulin compared to calcium channel inhibitors showed similar results compared to high glucose and tolbutadima, although a smaller absolute values. Islets from LPL animals showed recovery of the rate of insulin release when stimulated with ketoisocaproic acid (KIC), reaching values similar to controls. This recovery was not observed when we stimulate the islets with potassium chloride. We also observed a reduction in the area of the islets of malnourished animals, with recovery to similar values for controls when supplementation with leucine. Our data suggest that the management of calcium ions can not be directly involved the improvement of insulin secretion by islets of malnourished animals supplemented with leucine, even with an improvement in protein expression of the alpha1 subunit of the Cav in islets of animals LPL, through a possible post-transcriptional modulation. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular