The skeletal muscle has a remarkable regenerative capacity upon injury, due to the presence of the satellite cells, which remain quiescent in the tissue, but, when required, they are able to proliferate and form and/or repair myofibers. Moreover, satellite cells are important to muscle growth and maintenance. However, in many neuromuscular disorders, the amount, function, and proliferative capacity of these cells are impaired. Centronuclear myopathies (CNM) are a group of muscle diseases characterized by generalized muscle weakness and myofibers with central nuclei. The autosomal dominant form (AD-CNM) is caused by mutations in the DNM2 gene. Dynamin 2 protein is ubiquitously expressed and is involved in membrane remodeling, intracellular trafficking, and cytoskeleton dynamics. Therefore, the pathophysiological mechanisms are equally diverse e not completely understood, mainly the fact to be a muscle-specific disease. In the present Ph.D. thesis, we sought to investigate the satellite cells in the context of centronuclear myopathy. For this, we used the mouse model KI-Dnm2R465W, bearing the most frequent mutation found in human patients. Since in centronuclear myopathy there is no evident degenerative process ongoing, we induced muscle lesion by electrical shock, a protocol developed for this thesis, comparatively to cardiotoxin injection. We verified that the number of satellite cells in gastrocnemius muscle is reduced in the KI-Dnm2R465W mouse in relation to wild-type animals. As a result, the regenerative potential of the mutant mouse is decreased and the muscle is not able to fully recover. In addition, we investigated the functional consequences of two mutations, p.R465W and p.E650K, in immortalized myoblasts. We examined the myogenic potential in vitro, the migratory property, and the endocytosis capacity. We found that both mutations impact on the myogenic potential, but in different ways. We also show that both mutations impair the migratory capacity of myoblasts that justify, in parts, the alterations in their myogenic potential. Finally, we verified that the endocytosis capacity is affected in a mutation-dependent manner, which may also indirectly disturb the myogenic differentiation efficiency / O músculo esquelético possui grande capacidade regenerativa após sofrer lesões, por causa da presença das chamadas células-satélite, que permanecem no tecido em estado quiescente, mas que, na presença de uma lesão, são capazes de proliferar e formar e/ou reparar miofibras. As células-satélite são importantes para o crescimento e manutenção do músculo adulto. Porém, em diversas doenças neuromusculares, a quantidade, a função e a capacidade proliferativa destas células podem estar comprometidas. As miopatias centronucleares (CNM) são um grupo de doenças musculares caracterizadas por fraqueza muscular generalizada e o posicionamento dos núcleos na porção central da miofibra. A forma autossômica dominante (AD-CNM) é causada por mutações no gene DNM2. A proteína dinamina 2 é expressa ubiquamente e está envolvida no remodelamento de membranas, no tráfego intracelular e na dinâmica do citoesqueleto. Consequentemente, os mecanismos fisiopatológicos também são diversos e não completamente compreendidos, principalmente o fato de ser uma doença músculo-específica. Nesta tese de doutorado, buscamos investigar as células-satélite no contexto da miopatia centronuclear. Para isto, utilizamos o camundongo modelo KI-Dnm2R465W, portador da mutação mais frequente em pacientes humanos. Como na miopatia centronuclear não há um processo degenerativo em atividade, induzimos nos camundongos a lesão muscular por choque elétrico, em protocolo desenvolvido nesta tese, comparativamente a injeção de cardiotoxina. Verificamos que o número de células satélite no músculo gastrocnêmio do camundongo KI-Dnm2R465W é reduzido em relação aos animais selvagens. Em consequência disto, o potencial regenerativo do animal mutante é reduzido e o músculo não se recupera completamente. Investigamos também os efeitos funcionais de duas mutações, p.R465W e p.E650K, em mioblastos imortalizados. Examinamos o potencial miogênico in vitro, a propriedade migratória e a capacidade de endocitose. Verificamos que o potencial miogênico destas células é afetado pelas mutações, porém de maneiras distintas. Mostramos também que ambas as mutações impactam negativamente na capacidade migratória dos mioblastos, o que em parte justifica as alterações no potencial miogênico dos mesmos. Por fim, verificamos que a capacidade endocítica em mioblastos é alterada a depender da mutação, o que indiretamente também pode afetar a capacidade de diferenciação miogênica

A distrofia muscular de cintura 2B (LGMD2B) é uma doença neuromuscular causada pela redução ou ausência da proteína sarcolemal disferlina. A disferlina está envolvida no reparo de membrana por atuar no tráfego e fusão de vesículas após estresse mecânico e, quando deficiente, as alterações nesta via levam à degeneração progressiva e irreversível das fibras musculares. A disferlina também tem sido implicada na inflamação e na miogênese durante a degeneração e regeneração muscular. Recentemente, identificou-se um tricomplexo formado pela disferlina com duas proteínas citoplasmáticas, FAM65B e HDAC6, no início da diferenciação de mioblastos. Investigar a regulação destas interações é importante para avançar na compreensão das funções da disferlina e seu papel na função muscular. Neste estudo, a miogênese e o reparo muscular foram investigados in vivo e in vitro em modelos com deficiência de disferlina. Para estudar o processo regenerativo in vivo, utilizamos um modelo de eletroporação para induzir degeneração/regeneração no músculo distrófico levemente afetado do camundongo disferlina-deficiente SJL/J. A avaliação histopatológica e a expressão relativa dos genes Pax7, Myf5, MyoD e miogenina foram acompanhadas durante a recuperação muscular em diferentes tempos após a lesão. Além disso, investigamos os efeitos da deficiência de disferlina na expressão dos genes Fam65b e Hdac6. Observamos um curso de tempo alterado do processo de degeneração e regeneração, com notável capacidade regenerativa nos camundongos disferlina-deficientes, caracterizada por uma resposta mais rápida e eficaz nos primeiros dias após a lesão, em comparação com os camundongos normais. Além disso, Fam65b e Hdac6 foram ativados nos estágios iniciais da regeneração muscular, também com expressão mais elevada de ambos os genes no camundongo SJL/J. Esses resultados podem estar relacionados à uma possível condição pré-ativada do processo regenerativo no músculo de camundongos distróficos jovens. Para os experimentos in vitro, utilizamos células musculares humanas de pacientes com LGMD2B, com deficiência total de disferlina. A diferenciação muscular induziu a formação de miotubos mais finos e com menor frequência de núcleos por miotubo, sugerindo uma progressão retardada da formação de miotubos em células com LGMD2B. A expressão de mRNA de MYOD e FAM65B não foi aparentemente afetada pela deficiência de disferlina durante a diferenciação, enquanto HDAC6 apresentou um pico transitório após 24 horas, apenas nas células normais. Além disso, o pico da miogenina ocorreu mais cedo nas células normais. Portanto, sugerimos que a disferlina estaria menos envolvida nos eventos iniciais de formação de pequenos miotubos, mas poderia desempenhar um papel importante nos estágios posteriores de diferenciação, que envolvem crescimento e alongamento de miotubos. Estes resultados fornecem dados interessantes para investigações adicionais de como a deficiência de disferlina afeta os reguladores miogênicos durante a diferenciação. Em conjunto, nossos dados sugerem que a deficiência de disferlina provoca alterações temporais na progressão dos eventos de regeneração muscular e de miogênese. A identificação de uma possível regulação dos componentes do tricomplexo pela disferlina pode indicar novas direções para investigar esta via como um potencial alvo para terapias / Limb girdle muscular dystrophy 2B (LGMD2B) is a neuromuscular disease caused by reduction or absence of the sarcolemmal protein dysferlin. Dysferlin is involved in membrane repair by acting on vesicular traffic and fusion after mechanical stress and, when deficient, changes in this pathway lead to progressive and irreversible degeneration of muscle fibers. Dysferlin has also been implicated in inflammation and myogenesis during muscle degeneration and regeneration. Recently, a tricomplex formed by dysferlin with two cytoplasmic proteins, FAM65B and HDAC6, was identified at the earlier stages of myoblast differentiation. Investigating the regulation of these interactions is important to advance in the understanding of the functions of dysferlin and its role in muscle function. In this study, myogenesis and muscle repair were investigated in vivo and in vitro in models with dysferlin deficiency. To study this effect in the regenerative process of muscle in vivo, we used a model of electroporation inducing muscle degeneration/regeneration in the mildly affected dystrophic muscle of dysferlin-deficient SJL/J mouse. The histopathological evaluation and the relative expression of the genes Pax7, Myf5, MyoD and myogenin were accompanied during muscle recovery at different time points after injury. In addition, we investigated the effects of dysferlin deficiency in the expression of genes Fam65b and Hdac6. We observed an altered time course of the degeneration and regeneration process, with remarkable regenerative capacity in dysferlin-deficient mice, characterized by a faster and effective response in the first days after injury, as compared to normal mice. Moreover, Fam65b and Hdac6 were activated at the early stages of muscle regeneration, also with higher expression of both genes in the SJL/J mouse. These results may have been due to a possible pre-activated condition of the regenerative process in the muscle of young dystrophic mice. For the in vitro experiments, we used human muscle cells from patients with LGMD2B, with total deficiency of dysferlin. The muscular differentiation induced the formation of thinner myotubes and reduced frequency of myonuclei per myotube, suggesting a delayed progression of myotube formation in LGMD2B cells. mRNA expression of MYOD and FAM65B was not apparently affected by dysferlin deficiency during differentiation, while HDAC6 exhibited a transient peak, only in healthy cells, after 24 hours. In addition, the myogenin peak occurred earlier in healthy cells. Thus, we suggested that dysferlin would be less involved in the first events of formation of early small myotubes, but could play an important role in the later stages of differentiation, which involves myotube growth and elongation. These results provide interesting data for further investigation of how dysferlin deficiency affects myogenic regulators during differentiation. Taken together, our data suggest that dysferlin deficiency causes temporal changes in the progression of the muscle regeneration and myogenesis events. The identification of possible regulation of tricomplex components by dysferlin may indicate new directions for investigating this pathway as a potential target for therapies

Foi utilizado na presente pesquisa o ultra-som pulsado de baixa intensidade, com a finalidade de avaliar, experimentalmente, seus efeitos físicos sobre a regeneração do músculo esquelético de ratos. Foram empregados no experimento 10 animais de ambos os sexos. Após eleição do músculo glúteo maior, foram feitas incisões perpendiculares (pós anestesia) às suas fibras, alcançando aproximadamente dois terços de sua espessura. Seguinte às incisões, realizou-se síntese do músculo e dos planos superficiais. Foi convencionado estudar os efeitos do ultra-som pulsado após 3, 6 e 10 dias de estímulo. Antes do sacrifício dos animais foi-lhes administrado Colchicina, com a finalidade de bloquear a células em divisão. Mediante análise histopatológica comparativa dos músculos, constatou-se que enquanto nos animais não estimulados desenvolveu-se, aos 3 dias, áreas de necrose e inflamação, naqueles estimulados houve uma diminuição das mesmas. Além disso, nos animais estimulados, ocorre intensa neovascularização nas áreas de lesão. Observou-se também uma migração de células miogênicas (satélites) para restos de bainhas remanescentes de fibras musculares regeneradas. Constatou-se um aumento de mioblastos com núcleos em metáfase. Aos 10 dias, os animais estimulados exibiam inúmeros miotubos com formação de miofibrilas, caracterizando células musculares em franca maturação. Longe da área estimulada, o ultra-som foi capaz de induzir mitoses em células satélites. Notou-se que os efeitos do ultra-som pulsado aceleram a regeneração de fibras musculares mediante uma intensa neoformação vascular, acelerando a reparação da necrose e formação de mioblastos, os quais agregam-se em miotubos formando novas células. / It was used in the present research the low intensity pulsed ultrasound with aim of evaluating, experimentally, its physical effects on the regeneration of rats skeletal muscle. Ten male and female animals were used in this experiment. After election of the gluteus maximus muscle, perpendicular incisions were made (after anesthesia) in its fibers, reaching approximately two thirds of its thickness. After the incisions, a synthesis of the muscles and superficial plans was performed. It was established to study the effects of the pulsed ultrasound after 3, 6 and 10 day-stimuli. Before sacrificing the animals Colchinine was given aiming to block cells in division. By means of comparative histopathological analysis of the muscles, it was verified that in non-stimulated animals an area of necrosis developed in three days, while in those that were simulated there was a decrease of the same. Moreover, on the stimulated animals, there is intense neovascularization in the damaged area. A migration of myogenic cells (satellites) to rests of remaining sheaths from regenerated muscle fiber was also observed. It was verified an increase of myoblasts with nuclei in metaphase. In ten days, the stimulated animals showed countless myotubes with formations of myofibrils, characterizing mature muscle cells. Far from the stimulated area, the ultrasound was able of inducing mitosis to satellite cells. It was noticed that the effects of the pulsed ultrasound accelerate muscle fiber regeneration by means of an intense vascular neoformation, accelerating the restoration of the necrosis and the formation of myoblasts, which aggregates in myotubes forming new cells.

O envelhecimento é caracterizado por diversas alterações no organismo, as quais acarretam em fragilidade, maior susceptibilidade a quedas, perda de autonomia e piora da qualidade de vida. O músculo esquelético também é afetado pelo envelhecimento, levando a alterações na locomoção, adaptação metabólica e em sua plasticidade. Alterações na plasticidade - prejudicam a capacidade regenerativa do músculo esquelético, desencadeando modificações em todos os estágios desse processo. Uma estratégia que tem sido bastante utilizada para minimizar/reverter o impacto do envelhecimento na função e plasticidade muscular é o treinamento físico aeróbico (TFA), o qual promove diversos benefícios à musculatura esquelética. Dessa forma, na presente dissertação investigamos a contribuição do TFA de 4 semanas em esteira rolante na capacidade regenerativa do músculo tibial anterior de camundongos jovens e idosos após lesão mecânica. A capacidade regenerativa foi avaliada por métodos histológicos e de imunofluorescência em tecido aos 2, 4 e 15 dias após a indução da lesão mecânica. Os níveis de RNAm de fatores relacionados à resposta regenerativa muscular foram avaliados por PCR em tempo real. Para confirmar a eficácia do TFA e função muscular, avaliamos a capacidade aeróbica, a deambulação e a produção de força ex vivo. Observou-se que o TFA melhorou a função muscular e a capacidade aeróbica dos animais jovens e idosos. No que diz respeito ao processo de regeneração muscular, os resultados obtidos sugerem, aumento da área necrótica, da inflamação, da deposição de colágeno e redução da área de secção transversa das fibras nos animais idosos sedentários ao longo do curso temporal estudado. Adicionalmente, observou-se redução na expressão de genes envolvidos na ativação de células satélites e atraso no processo de diferenciação dessas células nesses animais. OTFA contribuiu para a redução da área necrótica, da inflamação, levando a menor deposição de colágeno e aumento da distribuição das fibras centro nucleadas nos animais idosos. No entanto, não se observou modificações na expressão dos genes com o TFA nesses animais. Portanto, os dados sugerem que o TFA contribui para melhora do processo de regeneração muscular em camundongos idosos / Aging is a biological process characterized by a progressive impairment in physiological systems, which leads to general frailty and reduced exercise tolerance and performance in daily living activities. Skeletal muscle is directly affected by aging, displaying changes in locomotion, metabolic adaptation, and muscle plasticity. Altered muscle plasticity affects muscle regeneration capacity in elderly. Aerobic exercise training (AET) has been used as a strategy to minimize/reverse the impact of aging on muscle function and regenerative function. Thus, we have investigated the contribution of 4-week AET (running on the treadmill) for tibialis anterior muscle regenerative response from mechanical injury in young and old muscle, which were randomly assigned into untrained and trained groups. The regenerative capacity was evaluated by histology and immunofluorescence at 2, 4 and 15 days after the mechanical injury induction. Muscle mRNA levels of regulatory genes involved in muscle regeneration were evaluated by real time PCR. To verify the effectiveness of AET and muscle function, we assessed the aerobic capacity, step length in ambulation test and ex vivo muscle force production. We observed that AE improved muscle function and aerobic capacity of young and old mice. Regarding the muscle regeneration process, our data suggest an increase in necrotic area, inflammation and collagen deposition paralleled by a reduced fiber cross sectional area in sedentary old mice. These responses were associated with changes in gene expression suggesting reduced satellite cells activation and delayed differentiation. AET contributed to reduction in both necrotic area and inflammation, leading to reduced collagen deposition and increased centronucleated fibers, suggesting improved regeneration process. However no changes were observed in mRNA levels of genes studied after AET. Altogether, our data provide evidence for AET improved regeneration process in muscle of old mice

Foi utilizado na presente pesquisa o ultra-som pulsado de baixa intensidade, com a finalidade de avaliar, experimentalmente, seus efeitos físicos sobre a regeneração do músculo esquelético de ratos. Foram empregados no experimento 10 animais de ambos os sexos. Após eleição do músculo glúteo maior, foram feitas incisões perpendiculares (pós anestesia) às suas fibras, alcançando aproximadamente dois terços de sua espessura. Seguinte às incisões, realizou-se síntese do músculo e dos planos superficiais. Foi convencionado estudar os efeitos do ultra-som pulsado após 3, 6 e 10 dias de estímulo. Antes do sacrifício dos animais foi-lhes administrado Colchicina, com a finalidade de bloquear a células em divisão. Mediante análise histopatológica comparativa dos músculos, constatou-se que enquanto nos animais não estimulados desenvolveu-se, aos 3 dias, áreas de necrose e inflamação, naqueles estimulados houve uma diminuição das mesmas. Além disso, nos animais estimulados, ocorre intensa neovascularização nas áreas de lesão. Observou-se também uma migração de células miogênicas (satélites) para restos de bainhas remanescentes de fibras musculares regeneradas. Constatou-se um aumento de mioblastos com núcleos em metáfase. Aos 10 dias, os animais estimulados exibiam inúmeros miotubos com formação de miofibrilas, caracterizando células musculares em franca maturação. Longe da área estimulada, o ultra-som foi capaz de induzir mitoses em células satélites. Notou-se que os efeitos do ultra-som pulsado aceleram a regeneração de fibras musculares mediante uma intensa neoformação vascular, acelerando a reparação da necrose e formação de mioblastos, os quais agregam-se em miotubos formando novas células. / It was used in the present research the low intensity pulsed ultrasound with aim of evaluating, experimentally, its physical effects on the regeneration of rats skeletal muscle. Ten male and female animals were used in this experiment. After election of the gluteus maximus muscle, perpendicular incisions were made (after anesthesia) in its fibers, reaching approximately two thirds of its thickness. After the incisions, a synthesis of the muscles and superficial plans was performed. It was established to study the effects of the pulsed ultrasound after 3, 6 and 10 day-stimuli. Before sacrificing the animals Colchinine was given aiming to block cells in division. By means of comparative histopathological analysis of the muscles, it was verified that in non-stimulated animals an area of necrosis developed in three days, while in those that were simulated there was a decrease of the same. Moreover, on the stimulated animals, there is intense neovascularization in the damaged area. A migration of myogenic cells (satellites) to rests of remaining sheaths from regenerated muscle fiber was also observed. It was verified an increase of myoblasts with nuclei in metaphase. In ten days, the stimulated animals showed countless myotubes with formations of myofibrils, characterizing mature muscle cells. Far from the stimulated area, the ultrasound was able of inducing mitosis to satellite cells. It was noticed that the effects of the pulsed ultrasound accelerate muscle fiber regeneration by means of an intense vascular neoformation, accelerating the restoration of the necrosis and the formation of myoblasts, which aggregates in myotubes forming new cells.

No músculo reside um conjunto de células miogênicas indiferenciadas denominadas células satélites (CS), que são essenciais na homeostasia e na regeneração muscular. No entanto, as fases de ativação, proliferação e diferenciação das CS podem ser influenciadas por vários fatores extracelulares, como, a adiponectina. Essa adipocina tem sido amplamente estudada em relação a seus efeitos anti-inflamatórios e antidiabéticos, e foi proposta como reguladora da miogênese in vitro, porém sua atuação na regeneração in vivo, ainda não é bem elucidada. O objetivo deste trabalho foi avaliar a regeneração muscular em camundongos deficientes de adiponectina. A lesão foi induzida pela injeção de 50 ul de cloreto de bário no músculo tibial anterior esquerdo de animais machos selvagens (WT) e deficientes em adiponectina (AdKO). Após 3, 7 e 14 dias os animais foram eutanasiados e as amostras coletadas para análises morfológicas, gênica e proteica. O grupo AdKO apresentou maior quantidade de núcleos centralizados comparado com o grupo WT após 7 dias da lesão. Foram encontrados redução da expressão gênica de Pax7, MyoD e Miogenina nos AdKO após 3 dias. Houve aumento dos níveis das citocinas anti-inflamatórias IL-10 e IL-4 após 3 e 7 dias, respectivamente, e aumento das citocinas pró-inflamatórias IL-1 &#946, IL-17, TNF- &#945 e IFN após 7 dias nos animais AdKO. Apesar de não haver diferença entre os genótipos na expressão gênica de F4/80, os animais AdKO apresentaram aumento de CD206. Os animais WT tiveram aumento de mRNA de adiponectina com 7 dias da lesão. Não foram encontradas diferenças significativas entre os genótipos quanto ao infiltrado inflamatório, a deposição de colágeno total, a área de secção transversal e a recuperação da massa muscular. Concluímos que a adiponectina é importante no processo de remodelamento tecidual durante a regeneração e que sua deficiência não compromete a maturação das fibras musculares, devido aumento da resposta anti-inflamatória, apesar de haver um possível comprometimento na resposta pró-inflamatória. / In the muscle resides a set of undifferentiated myogenic cells, called satellite cells (SC), which are essential in the maintenance of homeostasis and muscle regeneration. However, the control and activation of SC can be influenced by several extracellular myogenic factors, such as adiponectin. Adiponectin, an adipokine, mainly produced by subcutaneous adipose tissue, has been widely studied in relation to its anti-inflammatory and anti-diabetic effects, but its role as regulator of in vivo regeneration is not yet well elucidated. Here we evaluate muscle regeneration in adiponectin deficient mice. Barium chloride was administered to the left anterior tibial muscle of wild type (WT) and adiponectin deficient (AdKO) animals. The right anterior tibial muscle was not injured and was used as control. The animals were euthanized after 3, 7 and 14 days after injury. We measured the area of the fibers by laminin, in addition to qualitatively evaluating the response to injury by HE and picrosirius. The inflammatory response was verified by the concentration of several cytokines in the muscle, by ELISA, and by the gene expression of some inflammation pathways (RT-qPCR). The regeneration response was obtained by the analysis of regulatory genes of this process by RT-pPCR. The data were compared statistically and the significant differences considered presented p <0.05. The lesion was effective in causing tissue damage, and the activation of regulatory genes of the regeneration process besides inducing inflammation in WT. However, we observed that the animals with deletion for the adiponectin gene presented a myogenic response potentially similar to the control animals, however, the cellular response presents differences. We conclude that adiponectin deficiency does not compromise muscle regeneration, although there is a possible compromise of the pro-inflammatory response.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1862.pdf: 1263155 bytes, checksum: 230b57f6daf87a4e312a03d9e4a26d73 (MD5) Previous issue date: 2008-07-02 / Universidade Federal de Sao Carlos / Este estudo avaliou os efeitos da inflamação pulmonar alérgica crônica e do treinamento aeróbio de baixa e moderada intensidades em esteira ergométrica na área de secção transversa (AST) e nos níveis de RNAm da atrogina-1 e MuRF1 no músculo tibial anterior (TA) de camundongo. Foram utilizados 30 animais, divididos em 6 grupos: (1) animais não sensibilizado e não treinado (controle), (2) sensibilizado com ovalbumina (OA); (3) não sensibilizado e treinado a 50% da velocidade máxima - baixa intensidade (Ex50%), (4) não-sensibilizado e treinado a 75% da velocidade máxima - intensidade moderada (Ex75%); (5) sensibilizado com OA e treinado a 50% (OAEx50%), (6) sensibilizado com OA e treinado a 75% (OAEx75%). Não houve diferença na AST entre os grupos. Além disso, não houve diferença na expressão da atrogina-1 e MuRF1 entre os grupos controle e OA. No entanto, todos os grupos treinados apresentaram diminuição da expressão desses genes, quando comparado com os grupos controle e OA. Desse modo, o curto período de OA não induziu atrofia muscular no TA de camundongos. Além disso, o treinamento aeróbio em esteira, em diferentes intensidades regulou de forma negativa as vias de atrofia muscular, independentemente da inflamação alérgica pulmonar. Estes resultados iniciais sugerem que o treinamento aeróbio pode ser usado para impedir degradação mioprotéica inerente ao desuso muscular periférico em doenças respiratórias.

Submitted by CRISTIANE NEVES ALESSI PISSULIN null (crispissulin@gmail.com) on 2016-11-21T01:07:30Z No. of bitstreams: 1 Tese Doutorado Unesp.pdf: 3804425 bytes, checksum: 9d8fa5abf38ec477f6f55ef546608792 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-11-24T19:22:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pissulin_cna_dr_bot.pdf: 3804425 bytes, checksum: 9d8fa5abf38ec477f6f55ef546608792 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T19:22:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pissulin_cna_dr_bot.pdf: 3804425 bytes, checksum: 9d8fa5abf38ec477f6f55ef546608792 (MD5) Previous issue date: 2016-10-20 / Não recebi financiamento / A bupivacaina é um anestésico utilizado na prática médica e odontológica para bloqueio do nervo periférico e alívio da dor pré e pós-operatória devido à sua ação analgésica de longa duração. Suas principais limitações são a miotoxicidade, a neurotoxicidade e a inflamação. A laserterapia de baixa potência (LBP) tem sido utilizada para várias propostas terapêuticas, apresentando ação anti-inflamatória, regenerativa e analgésica. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito do laser de Arseneto de Gálio (AsGa) sobre a morfologia das junções neuromusculares, fibras musculares e nervo associados ao músculo esternomastóideo de ratos após injeção de bupivacaina. 32 ratos Wistar machos adultos foram divididos em 2 grupos: Grupo Controle (C: n=16) e Grupo Laser (L: n= 16). Os grupos foram subdivididos seguindo os antímeros e substâncias injetadas: direito (bupivacaina 0,5%), esquerdo (Cloreto de sódio 0,9%). Após 24 horas houve aplicação de LBP (AsGa 904nm, 50mW, 4,8J) durante 5 dias consecutivos. A seguir, os animais foram eutanasiados, o sangue foi coletado para determinação da creatina kinase (CK); a porção superficial dos músculos esternomastóideos e os nervos associados foram dissecados, removidos e submetidos às seguintes análises: análise histopatológica e ultraestrutural; análises morfológica e morfométrica das JNMs (reação Esterase inespecífica), microscopia confocal de varredura a laser e análise ultraestrutural; e os nAChRs (alpha, beta e gama) e os níveis de TNF foram quantificados pelo Western Blotting; foi ainda realizada morfometria dos nervos e quantificação da CK muscular. Não foram observadas alterações no antímero que recebeu o cloreto de sódio com ou sem aplicação de laser. Os músculos que receberam bupivacaina apresentaram maiores níveis de inflamação, atrofia e necrose e dos valores de CK muscular; maior número de núcleos central e porcentagem de colágeno, o diâmetro máximo das junções foram menores quando comparado aos músculos que receberam cloreto de sódio, não havendo efeito neurotóxico. Após aplicação do laser terapia houve redução nos scores histopatológicos, no número de núcleos centrais, na porcentagem de colágeno, havendo aumento no diâmetro máximo das JNM. Ultraestruturalmente foi observada redução da mionecrose, havendo recuperação nas dobras juncionais e zona ativa. Através da microscopia confocal houve aumento no perímetro dos nAChR, bem como aumento na área relativa planar. A análise da expressão proteica do nAChR1 mostrou similaridade nos grupos estudados. Houve aumento da expressão proteica da subunidade  após aplicação de LLLT. Os valores de TNF mantiveram-se constantes. A LBP, na dose utilizada, reduziu a fibrose e mionecrose no músculo esternomastóideo desencadeada pela bupivacaina, acelerando o processo de regeneração muscular. Também reduziu as alterações estruturais da JNM e molecular dos nAChRs desencadeadas pela bupivacaina, fornecendo dados importantes para indicação da LBP em protocolos terapêuticos de lesões desencadeadas pelos anestésicos locais.

O envelhecimento é caracterizado por diversas alterações no organismo, as quais acarretam em fragilidade, maior susceptibilidade a quedas, perda de autonomia e piora da qualidade de vida. O músculo esquelético também é afetado pelo envelhecimento, levando a alterações na locomoção, adaptação metabólica e em sua plasticidade. Alterações na plasticidade - prejudicam a capacidade regenerativa do músculo esquelético, desencadeando modificações em todos os estágios desse processo. Uma estratégia que tem sido bastante utilizada para minimizar/reverter o impacto do envelhecimento na função e plasticidade muscular é o treinamento físico aeróbico (TFA), o qual promove diversos benefícios à musculatura esquelética. Dessa forma, na presente dissertação investigamos a contribuição do TFA de 4 semanas em esteira rolante na capacidade regenerativa do músculo tibial anterior de camundongos jovens e idosos após lesão mecânica. A capacidade regenerativa foi avaliada por métodos histológicos e de imunofluorescência em tecido aos 2, 4 e 15 dias após a indução da lesão mecânica. Os níveis de RNAm de fatores relacionados à resposta regenerativa muscular foram avaliados por PCR em tempo real. Para confirmar a eficácia do TFA e função muscular, avaliamos a capacidade aeróbica, a deambulação e a produção de força ex vivo. Observou-se que o TFA melhorou a função muscular e a capacidade aeróbica dos animais jovens e idosos. No que diz respeito ao processo de regeneração muscular, os resultados obtidos sugerem, aumento da área necrótica, da inflamação, da deposição de colágeno e redução da área de secção transversa das fibras nos animais idosos sedentários ao longo do curso temporal estudado. Adicionalmente, observou-se redução na expressão de genes envolvidos na ativação de células satélites e atraso no processo de diferenciação dessas células nesses animais. OTFA contribuiu para a redução da área necrótica, da inflamação, levando a menor deposição de colágeno e aumento da distribuição das fibras centro nucleadas nos animais idosos. No entanto, não se observou modificações na expressão dos genes com o TFA nesses animais. Portanto, os dados sugerem que o TFA contribui para melhora do processo de regeneração muscular em camundongos idosos / Aging is a biological process characterized by a progressive impairment in physiological systems, which leads to general frailty and reduced exercise tolerance and performance in daily living activities. Skeletal muscle is directly affected by aging, displaying changes in locomotion, metabolic adaptation, and muscle plasticity. Altered muscle plasticity affects muscle regeneration capacity in elderly. Aerobic exercise training (AET) has been used as a strategy to minimize/reverse the impact of aging on muscle function and regenerative function. Thus, we have investigated the contribution of 4-week AET (running on the treadmill) for tibialis anterior muscle regenerative response from mechanical injury in young and old muscle, which were randomly assigned into untrained and trained groups. The regenerative capacity was evaluated by histology and immunofluorescence at 2, 4 and 15 days after the mechanical injury induction. Muscle mRNA levels of regulatory genes involved in muscle regeneration were evaluated by real time PCR. To verify the effectiveness of AET and muscle function, we assessed the aerobic capacity, step length in ambulation test and ex vivo muscle force production. We observed that AE improved muscle function and aerobic capacity of young and old mice. Regarding the muscle regeneration process, our data suggest an increase in necrotic area, inflammation and collagen deposition paralleled by a reduced fiber cross sectional area in sedentary old mice. These responses were associated with changes in gene expression suggesting reduced satellite cells activation and delayed differentiation. AET contributed to reduction in both necrotic area and inflammation, leading to reduced collagen deposition and increased centronucleated fibers, suggesting improved regeneration process. However no changes were observed in mRNA levels of genes studied after AET. Altogether, our data provide evidence for AET improved regeneration process in muscle of old mice

No intuito de avaliar o papel do receptor b2-adrenérgico no processo de regeneração muscular, os músculos tibialis anterior de camundongos knockout para o adrenoceptor b2 (b2KO) foram criolesados e analisados após 1, 3, 10 e 21 dias. Análises de aspectos morfológicos e contráteis, atuação de macrófagos M1 e M2, conteúdo de AMPc e ativação de elementos da via de sinalização TGF-b/smad foram realizadas. Os músculos em regeneração dos animais b2KO apresentaram redução do calibre das fibras musculares, redução na função contrátil em 10 dias após criolesão, atenuado aumento do conteúdo de AMPc nos músculos em 10 dias após criolesão, aumento da inflamação e do número de macrófagos nos músculos em regeneração em 3 e 10 dias após lesão, predominância de macrófagos M1, diminuição da ativação de TbR-I e smad2/3 e da expressão de smad4 em 3 dias após lesão, e aumento na expressão de akirina1 em 10 dias após lesão. Nossos resultados sugerem que o adrenoceptor b2 contribui para a regulação das fases iniciais da regeneração muscular. / In this study, we investigated the role of the b2-adrenoceptor in skeletal muscle regeneration. Tibialis anterior muscles from b2-adrenoceptor knockout (b2KO) mice were cryolesioned and analysed after 1, 3, 10, and 21 days. Analysis of structural and contractile aspects, M1 and M2 macrophage profile, cAMP content, and activation of TGF-b/smad signalling elements. Regenerating muscles from b2KO mice showed diminished calibre of regenerating myofibres, decreased muscle contractile function at 10 days when compared with those from wild-type, attenuated augment in cAMP content in muscles at 10 days post-injury, increase in inflammatory process and in the number of macrophages at 3 and 10 days, prevalence of M1 macrophage phenotype, reduction in TbR-I and smad2/3 activation, and in the smad4 expression at 3 days, and an increase in akirin1 expression at 10 days in muscles from b2KO mice when compared to those from wild-type. Our data suggest that the b2-adrenoceptor contributes to the control of the initial stages of muscle regeneration.