Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-04-29Bitstream added on 2014-06-13T21:01:30Z : No. of bitstreams: 1 nunes_wms_dr_rcla.pdf: 627562 bytes, checksum: 28c76e2045589f985d1f281f264eb449 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este estudo visou analisar o metabolismo da glicose no músculo sóleo de ratos submetidos a desnervação bem como a resposta do animal como um todo à insulina exógena e ao exercício. Os animais foram tratados de acordo com o Guide for care use of laboratory animals. (National Research Council, 1996). Para isso foram realizados 3 experimentos. No primeiro, ratos adultos (3 a 5 meses) foram submetidos à secção do nervo isquiático da pata direita. Observou-se redução da captação de glicose pelo músculo sóleo isolado da pata desnervada após 3 e 7 dias mas não após 28 dias em relação a animais controles íntegros. Não houve diferença após 3 e 7 dias na captação de glicose pelo músculo sóleo da pata contralateral em relação ao animal controle. Houve aumento da captação de glicose na pata contralateral 28 dias após a desnervação. Verificou-se que após 28 dias de desnervação, não houve reinervação do nervo isquiático. A taxa de remoção da glicose em resposta à insulina exógena após 28 dias de desnervação foi superior à de animais controle íntegros e aquela observada após 3 e 7 dias de desnervação. No segundo, ratos nas mesmas condições, após 48 h de desnervação iniciaram programa de natação 1h/dia, 5dias/semana, durante 28 dias. Ratos desnervados submetidos ao exercício mostraram maior taxa de remoção da glicose sangüínea em resposta à insulina exógena comparados aos sedentários e a animais controle íntegros. O exercício elevou a captação e a oxidação da glicose pelo músculo contralateral e pelo desnervado assim como pelo músculo de animais controles íntegros. Esses resultados sugerem que alterações restritas do metabolismo glicídico muscular influenciam a homeostase glicêmica do animal. Além disso, o exercício melhora o aporte e a utilização da glicose no músculo desnervado... / This study aimed to analyze the metabolism of glucose in the soleus muscle of rats submitted to denervation, as well as the response of the animal as a whole to exogenous insulin and to exercise. To do this, 3 experiments were carried out. In the first, adult rats (3 to 5 months old) were submitted to section of the sciatic nerve in the right paw. A reduction was observed in the uptake of glucose by the isolated soleum muscle of the denervated paw after 3 and 7 days, but not after 28 days in relation to the whole control animals. There was no difference after 3 and 7 days in glucose uptake by the soleum muscle of the opposite paw in relation to the control animal. There was increased glucose uptake in this same paw 28 days after denervation. The rate of glucose removal in response to exogenous insulin after 28 days of denervation was higher than that of whole control animals and those observed after 3 and 7 days of denervation. In the second experiment, rats in the same conditions, after 48 h of denervation started a swimming program 1h/day, 5day/week, for 28 days. The denerved rats submitted to exercise showed a higher blood glucose removal rate in response to exogenous insulin compared to the sedentary and whole control animals. Exercise raised the uptake and oxidation of glucose by the opposite muscle and by the denervated one, as well as by the muscles of the whole control animals. These results suggest that restricted alterations of the muscular glucose metabolism influenced the glycemic homeostasis of the animal. Furthermore, exercise improved the uptake and use of glucose in the denerved muscle. In the third experiment, adult rats in the same conditions as in the first study, had an assessment made of their insulin secretion by isolated pancreatic islets, incubated in the presence of growing concentrations of glucose (2.8; 5.6; 8.3 and 16.7 mM)... (Complete abstract, access undermentioned electronic address)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-25Bitstream added on 2014-06-13T21:01:31Z : No. of bitstreams: 1 souza_mz_dr_rcla.pdf: 1750287 bytes, checksum: 1c591025405f7b78fb4b10883aebf64c (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O objetivo deste estudo foi analisar e quantificar a participação das interleucinas (IL-4, IL-6, IL-10 e TNF-alfa) em animais que tiveram uma pata imobilizada e eletroestimulada por 1, 2 e 3 dias consecutivos, analisando-se a repercussão da hipocinesia focal sobre o conteúdo das proteínas musculares, bem como sobre parâmetros metabólicos como glicemia, insulinemia, glicogênio muscular, ácidos graxos livres, ácido ascórbico da glândula adrenal e da enzima creatina quinase (CK). A estimulação elétrica neuromuscular (EE, F=10Hz, T=0,4ms, i=5mA, 20 minutos diariamente), foi aplicada ao membro posterior de ratos, nos músculos Gastrocnêmio e Sóleo. Assim, ratos machos Wistar foram divididos em 7 grupos: controles (C), imobilizados por 1 dia (I1), imobilizados e eletroestimulados por 1 dia (IE1), imobilizados por 2 dias (I2), imobilizados e eletroestimulados por 2 dias (IE2), imobilizados por 3 dias (I3) e imobilizados e eletroestimulados por 3 dias (IE3). A Imobilização foi realizada através de uma órtese confeccionada sob medida em resina acrílica, mantendo o membro em posição a 90º pelos respectivos períodos experimentais. Os resultados demonstraram que a imobilização monosegmentar utilizada neste estudo desencadeou precocemente a proteólise muscular, alem de provocar respostas agudas nos sistemas diretamente relacionados com o fornecimento energético. Tais reações podem ser mediadas por algumas interleucinas, sobretudo a IL-6, que apresentou expressiva variação durante os períodos experimentais. Por outro lado, a eletroestimulação neuromuscular utilizada precocemente pode atenuar algumas destas respostas, minimizando o aspecto catabólico induzido pela imobilização. Assim, os resultados deste estudo leva a sugestiva de que as ações terapêuticas ou preventivas sobre as conseqüências deletérias da imobilização sobre os sistemas orgânicos devem ser adotadas precocemente. / The objective of the study was to evaluate and quantilfy the participation of interleukins (IL-4, IL-6, IL-10, and TNF) in rats that underwent paw immobilization and electrical stimulation for 1, 2, and 3 consecutive days, while analyzing the local hypokinesia repercussion on muscular protein content, as well as metabolic parameters of glycemia, insulineamia, muscular glycogen, free fatty acids, ascorbic acid, and createne kinase enzime (CK). The neuromuscular electrical stimulation (EE, F=10Hz, T=0,4ms, i=5mA, 20 minutes daily) was applied to the hindlimb of the animas over the soleus and gastrocnemius muscles. In this manner, albino male Wistar rats were distributed into 7 experimental groups: control (C), immobilized 1 day (I1), immobilized 1 day and electrostimulated (IE1), immobilized 2 days (I2), immobilized 2 days and electrostimulated (IE2), immobilized 3 days (I3) and immobilized 3 days and electrostimulated (IE3). The immobilization of the animals was achieved by an acrylic resin orthesis model which maintained the limb in the position of 90º during the respective experimental periods. The results demonstrated that the mono-segmental immobilization utilized during this study unchained muscular proteolysis prematurely, while also provoked acute responses in systems directly related to energy distribution. Such reactions can be measured by certain interleukins, especially the IL-6, which demonstrated an expressive variation during the experiemntal period. On the other hand, the neuromuscular electrical stimulation, when utilized prematurely, can diminish the occurance of some of these responses, minimizing the catabolic aspect induced by immobilization. Therefore, the results of this study indicate that theurapeutical or preventive actions over deleterious consequences of immobilization on organic systems should be adopted prematurely.

A leishmaniose é um grupo de doenças causadas por parasitos do gênero Leishmania com três manifestações clínicas principais: cutânea, mucocutânea e visceral. No Brasil, a leishmaniose é um importante problema de saúde pública pela alta incidência. O ciclo de vida da Leishmania envolve dois estágios principais de desenvolvimento, o promastigota que está presente no vetor, e o amastigota que é intracelular obrigatório do hospedeiro vertebrado. Este protozoário apresenta um alto grau de promiscuidade em quanto ao tipo de célula hospedeira, já que consegue infectar várias células do sistema imune como neutrófilos, macrófagos e células dendríticas, e também células não fagocíticas profissionais. Além disso, Leishmania pode infectar fibras musculares, como tem sido reportado em trabalhos prévios por meio de analises histológicas. Porém, as características da infecção por Leishmania no músculo têm sido pouco estudadas, o que permitiria estabelecer a importância destas células durante a infecção. O objetivo deste projeto foi avaliar as características biológicas da infecção por promastigotas de L. (L.) amazonensis em células musculares esqueléticas (SkMCs). Para atingir isso, camundongos C57BL/6 e BALB/c foram infectados nas patas traseiras, o musculo Flexor Digitorum Brevis (FDB) foi extraído e processado para coloração com hematoxilina/eosina ou imunohistoquímica. Culturas de SkMCs como mioblastos e miotubos foram infectadas com promastigotas metacíclicos de L. (L.) amazonensis por 72h. As infecções foram caracterizadas por meio de imunofluorescência indireta e microscopia confocal. As culturas de SkMCs foram caracterizadas e padronizadas por médio das proteínas Caveolina-1 e Caveolina-3, também foi medido o Ph dos vacúolos parasitóforos de mioblastos e miotubos com laranja de acridina (AO). Adicionalmente, culturas de SkMCs como miotubos foram pré-tratadas com Streptolisina O (SLO) e/ou infectadas com promastigotas metacíclicos de L. (L.) amazonensis por 72h, com o intuito de esclarecer como ocorre a entrada do parasito nas células musculares. Neste caso foi avaliada a produção de IL-1&#946;, IL-6, IL-10 e NO. Além disso, foi quantificado o mRNA de IL1&#946;, IL-6, iNOS, Ama2, UbH e Lyst. A infecção de células mostrou que L. (L.) amazonensis consegue infectar as fibras musculares in vivo, e também as células musculares esqueléticas (mioblastos e miotubos) in vitro. Além disso, o teste de viabilidade mostrou que L. (L.) amazonensis permanece viável dentro do vacúolo parasitóforo após 72h de infecção. Finalmente, foi observado que o tratamento com SLO pode favorecer a entrada do parasito nas SkMCs, como foi evidenciado pelas diferencias no nível de mRNA entre as células infectadas ou infectadas e tratadas com SLO. Os dados em conjunto sugerem que L. (L.) amazonensis tem a capacidade de infectar as células musculares esqueléticas, dado que consegue entrar nestas células, e permanecer viável dentro do vacúolo parasitóforo. A presença do parasito dentro das células induz uma resposta imune no músculo que pode estar relacionada com os processos de reparo do tecido. A entrada de L. (L.) amazonensis nas células musculares esqueléticas durante a infecção no hospedeiro mamífero é importante devido a sua capacidade de manter o parasito viável. / Leishmaniasis is a group of diseases caused by parasites from genus Leishmania. The main clinical manifestations are cutaneous, mucocutaneus and visceral leishmaniasis. In Brazil, leishmaniasis is an important public health problem because of the high incidence. The Leishmania life cycle has two principal developing stages: promastigote inside the insect vector, and amastigote, an obligate intracellular parasite of vertebrate-host cells. This protozoan is highly promiscuous in host cell type, because it infects different immune cells like neutrophils, macrophages and dendritic cells, and also non-professional phagocytes. Besides, Leishmania might infect muscle fibers, as previous studies suggested from histological analysis. However, the characteristics of Leishmania infection in muscle cells is poorly understood, which is important to understand the role of these cells during the infection. The aim of this study was to characterize the infection process by promastigotes of <i.>L. (L.) amazonensis in skeletal muscle cells (SkMCs). C57BL/6 and BALB/c mice were infected in hind footpads, the Flexor Digitorum Brevis (FDB) muscle was extracted and process to dyed with hematoxylin/eosin or immunohistochemistry. SkMCs as myoblasts and myotubes were infected with metaciclic promastigotes of L. (L.) amazonensis during 72h. The infections were characterized using indirect immunofluorescence and confocal microscopy. SkMCs culture were characterized and standardized through Caveolin-1 and Caveolin-3 proteins, and the pH of parasitophorous vacuoles both in myoblasts and myotubes was measured through acridine orange staining. In order to assess how the parasite invades the cells, myotubes were pretreated with SLO and/or infected with metaciclic promastigotes of L. (L.) amazonensis for 72h. The production of IL-1&#946;, IL-6, IL-10 and NO was quantified, and the mRNA levels of IL-1&#946;, IL-6, iNOS, Ama2, UbH and Lyst. The cell infection showed that L. (L.) amazonensis can infect muscle fibers in vivo, and skeletal muscle cells in vitro. Moreover, viability test showed the parasite remains viable inside the parasitophorous vacuole until 72h of infection. Finally, the SLO treatment can favor parasite entrance in SkMCs, as evidenced by differences in mRNA levels between infected cells or infected and treated with SLO. All data suggest that L. (L.) amazonensis can infect skeletal muscle cells, by entering into the cells, and remaining viable inside the parasitophorous vacuole. The parasite presence inside the muscle cells triggers an immune response that may be related with muscle repair processes. The entrance of L. (L.) amazonensis into SkMCs during infection in a mammal host is important because it contribute with parasite proliferation.

Made available in DSpace on 2017-07-10T14:17:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Heloisa Confortim.pdf: 5400864 bytes, checksum: 6b96ff3a1a320e827bc7c09adf7eed57 (MD5) Previous issue date: 2014-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Inadequate maternal nutritional may predispose to neuromuscular disorders in the offspring, a phenomenon known as fetal programming. In this context, the present study aimed to evaluate the effects of maternal protein restriction (during pregnancy and lactation) on muscle fibers and neuromuscular junctions (NMJs) of the soleus muscle from pups at 21 and 365 days old. Male Wistar rats were divided in two experimental groups: Control (CG) - offspring of mothers fed a normal protein diet (17%) and restricted (RG) - offspring of mothers fed a low protein diet (6%). All pups were maintained with their mothers during the lactation period (21 days) and after weaning, one part of males from each group were euthanized to collect samples of the soleus muscle. The remaining rats received standard food ad libitum until 365 days, when they were also euthanatized. The samples of the soleus muscle from animals with 21 days old were collected for analysis of muscle fibers (by HE staining and ultrastructure) and NMJs (by Nonspecific Esterase technique). In animals with 365 days of age, soleus muscle samples were obtained for verification of muscle fibers (by HE staining, NADH-TR reaction and ultrastructure), quantification of intramuscular collagen (picrosirius red staining) and also for analysis of NMJs (Nonspecific Esterase technique). Regarding the results, at 21 days muscle fibers was immature and the presence of myotubes, central nuclei, fetal fibres and fibroblasts were observed in both experimental groups. An increase in the number of muscle fiber and nuclei in the RG compared to controls was observed. Muscle fibers with rarefied or loosely arranged myofibrils, Z-line disorganized and nuclei in central position were observed in CG and RG. Regarding the NMJs, the RG showed a decreased in area, larger and smaller diameter compared to the CG. At 365 days, the RG showed a decrease in the cross sectional area in type I and IIa fibers, associated with an increase in type IIb fibers. The percentage of intramuscular collagen was lower in RG. Myofibrils and Z line disorganization was also observed at ultrastructural level, with the presence of mitochondria clusters in both groups studied. A reduction in the area and smaller diameter of NMJs was observed in the GR, along with an increase in the larger diameter of these structures compared to CG. These results indicate that maternal protein restriction affects the morphology and morphometry of the neuromuscular junctions and muscle fibers. Such changes can be detected early and persist throughout adulthood and senescence, seeming irreversible / Condições nutricionais maternas inadequadas podem predispor ao aparecimento de alterações neuromusculares na prole, um fenômeno conhecido como programação fetal. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da restrição proteica materna, durante os períodos gestacional e de lactação, sobre as fibras musculares e junções neuromusculares (JNMs) do músculo sóleo dos filhotes aos 21 e 365 dias de idade. Ratos Wistar machos foram separados em dois grupos experimentais: Controle (GC) - prole de mães alimentadas com ração normoproteica (17%) e restrito (GR) - prole de mães alimentadas com ração hipoproteica (6%). Os filhotes foram mantidos com a mãe durante o período de lactação (21 dias) e, após o desmame, parte dos machos de cada grupo foi eutanasiado para a coleta de amostras do músculo sóleo. Os demais filhotes receberam ração padrão ad libitum até os 365 dias, quando também foram eutanasiados. Amostras do músculo sóleo dos animais com 21 dias de idade foram coletadas para análise das fibras musculares (através da coloração em HE e ultraestrutura) e das JNMs (técnica de Esterase-Inespecífica). Nos animais com 365 dias de idade, amostras do músculo sóleo foram obtidas para análise das fibras musculares (através da coloração em HE, reação de NADH-TR e ultraestrutura), quantificação de colágeno intramuscular (coloração Picrosirius-red) e também para a análise das JNMs (técnica de Esterase-Inespecífica). Quanto aos resultados, aos 21 dias de idade as fibras musculares apresentaram-se imaturas, com a presença de miotubos, núcleos centrais, fibras fetais e fibroblastos nos dois grupos experimentais. Foi observado um aumento na quantidade de fibras musculares e de núcleos no GR em comparação ao GC. Fibras musculares com miofibrilas rarefeitas ou frouxamente arranjadas, linha Z desorganizada e núcleos em posição central também foram observadas nos GC e GR. Em relação as JNMs, o GR apresentou redução na área, diâmetro maior e menor quando comparadas ao GC. Aos 365 dias, o GR apresentou redução na área da secção transversal das fibras tipo I e IIa, além de um aumento nas fibras tipo IIb. A porcentagem de colágeno intramuscular foi menor no GR. Também foi observada uma desorganização das miofibrilas e da linha Z em nível ultraestrutural, com a presença de aglomerados de mitocôndrias nos dois grupos estudados. Quanto às JNMs, foi observada uma redução na área e diâmetro menor, além de um aumento no diâmetro maior no GR comparado ao GC. Estes resultados indicam que a restrição proteica materna afeta a morfologia e morfometria das fibras musculares e JNMs. Tais alterações são detectáveis precocemente e perduram ao longo da vida adulta e senescência, parecendo ser irreversíveis

Estudos preliminares através de microarray nos mostraram que a E3 ligase Mdm2 foi regulado positivamente no músculo de animais hipertireoideos. Dessa forma, nós inferimos uma possível relação de Mdm2 com a atrofia causada por T3. Para testar nossa hipótese, ratos foram induzidos ao hipertireoidismo para análises subsequentes. Concomitante com a perda de massa muscular foi confirmado um aumento da expressão de Mdm2 tanto no nível gênico (p<0.05) quanto protéico. Interessantemente, Mdm2 foi preferencialmente expresso em fibras tipo I, mostrando maior sensibilidade dessas fibras ao T3. Além disso, foi observado uma diminuição severa na expressão de Pax7/MyoD associado à superexpressão de Mdm2, sugerindo inatividade das células satélites. Surpreendentemente, a inibição de Mdm2 em miotubos cultivados provocou uma diminuição severa no diâmetro destes (~35%, p<0.05), ou seja, tal inibição foi incapaz de minimizar a proteólise muscular causada por T3. Portanto, nós concluímos que a responsividade de Mdm2 ao T3 agiria como um mecanismo compensatório numa tentativa de minimizar a proteólise muscular causada pelo hipertireoidismo. Esta conclusão é reforçada pela atrofia observada em miotubos durante a inibição de Mdm2 sem a presença de T3. / Previous studies in our lab through microarray assay observed Mdm2, an E3 ligase, up regulated in soleus muscle from hyperthyroid rats. In this sense, we inferred that Mdm2 could be related to muscle atrophy caused by T3. To test our hypothesis, rats were induced to experimental hyperthyroidism for subsequent analysis. Along the muscle mass loss, the increase on Mdm2 gene expression was confirmed (p<0.05) as well as protein expression by RT-PCR and Western Blot, respectively. Interestingly, Mdm2 was expressed predominantly in fiber I type during T3 treatment, demonstrating a higher sensibility when compared to type II fiber. Moreover, it was observed a severe decrease in Pax7/MyoD labeling, associated to an increase on Mdm2 labeling, suggesting that T3 could be associated with inactivation of satellite cells. Surprisingly, Mdm2 inhibition in myotubes have induced severe decrease on myotubes diameter (~35%, p<0.05), in other words, Mdm2 inhibition was not able to decrease muscle proteolysis during high levels of T3. Thus, the increase on Mdm2 levels could be a compensatory effect to reduce the muscle mass loss during T3 treatment. This conclusion is highlighted by the myotubes atrophy observed during the Mdm2 inhibition without T3 treatment.

Nosso objetivo foi investigar o efeito da suplementação de leucina na via intracelular acionada por miostatina, uma proteína reguladora negativa da massa muscular, em um modelo de atrofia gerada por imobilização em ratos. Nossa hipótese inicial contemplava que a expressão de miostatina se elevaria com a imobilização e que a leucina poderia atenuar esse aumento. Nossos resultados, entretanto, mostraram uma regulação gênica no sentido de suprimir a via da miostatina. A suplementação com leucina, associada à imobilização, também provocou queda da expressão gênica de miostatina. Em ambos os grupos a expressão proteica permaneceu inalterada. Em contrapartida, a folistatina, inibidor endógeno da miostatina, apresentou acentuado aumento de expressão no grupo imobilizado e imobilizado/suplementados com leucina. Nossos resultados mostraram que o efeito protetor da leucina no modelo atrófico utilizado não se dá através da sinalização da miostatina. Os dados também sugerem uma resposta biológica coordenada entre o ligante, miostatina, e seu inibidor endógeno, a folistatina. / Our purpose was to investigate the effect of leucine supplementation upon the intracellular pathway triggered by myostatin, a negative regulator of muscle mass, in an atrophic model driven by immobilization in rats. Our initial hypothesis contemplated that myostatin expression would be elevated under immobilization and that leucine supplementation would be able to attenuate this raise. However our results showed a strong downregulation of myostatin gene expression in atrophy induced by cast. The immobilization associated with leucine supplementation also caused mRNA myostatin downregulation. Protein levels were unchanged. On the other hand, follistatin, a myostatin endogenous inhibitor, was markedly upregulated in both immobilized and immobilized/supplemented groups. Our results revealed that leucine protective effect in this atrophic model is not through myostatin signailing. Furthermore, these data suggest a coordinated biological response between ligand, myostatin, and its endogenous inhibitor, follistatin.

Moçambique é um País da África Austral onde cerca de 55% da população vive abaixo da linha de pobreza absoluta com menos de uma refeição por dia sobrevivendo a muito custo com base em donativos. A insegurança alimentar e a nutrição extremamente precária, principalmente nas crianças, são fatores que induzem a níveis de Desnutrição crônica (DC) infantil em torno de 44%. Esta DC é responsável por um terço de mortes em menores de cinco anos. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos que uma ração preparada com alimentos produzidos e consumidos pela população das zonas rurais de Moçambique exerceu no músculo gastrocnêmio de ratos wistar (Rattus norvegicus) alimentados com esta ração. Foram usados 75 ratos Wistar pesando aproximadamente 300 g divididos em três grupos: Nutrido ou controle (N), Desnutrido (D) e Moçambique ou grupo experimental (M), avaliados ao nascimento e ao desmame. Os animais foram mantidos sob as mesmas condições de alojamento, temperatura umidade e luz, porém com alimentação diferente consoante o grupo; Grupo N com ração normoproteica (20% de caseína), Grupo D com ração desnutrida (5% de caseína) e grupo M com ração de Moçambique. Em todos os grupos foi feita avaliação da massa corporal ao nascimento e desmame e coletado o músculo gastrocnêmio direito dos filhotes machos ao desmame para processamento. Foram realizadas cortes seriados de 10 µm de espessura em criostato e, as secções foram submetidas às técnicas da hematoxilina e eosina, picro-sirius, NADH-tr e análise em microscopio eletrônico de transmissão. A avaliação estatística das diferenças inter-grupos foi determinada pelos testes análise de variância, (ANOVA) e Tukey. Foram encontradas diferenças significativas entre os grupos N, D e M. Observou-se nos animais do grupo M uma grande variação no peso e tamanho que foi similar ao do grupo D; os mesmos apresentaram também alterações no formato das fibras musculares que exibiram contornos arredondados e, ainda, predominância de fibras colágenas tipo III tal como os desnutridos. Ultra estruturalmente os animais de Moçambique apresentaram um desalinhamento das linhas Z dos sarcômeros e rompimento das miofibrilas, diminuição na área de seção transversa e menor proporção de fibras glicolíticas e glicolítico-oxidativas, e maior porcentagem e área de seção transversa igual ao grupo D no respeitante ás fibras oxidativas. / Mozambique is a country of Southern Africa where about 55% of the population lives below the absolute poverty line with less than one meal per day, hardly surviving based on donations. Food insecurity and precarious nutrition, especially in children, are factors that induce to levels of 44% chronic infant malnutrition (DC). DC is responsible for one third of deaths in children under five years. The aim of this study was to evaluate morphoquantitative effects in gastrocnemius muscle of Wistar rats (Rattus norvegicus) fed with a diet utilized by people of rural areas of Mozambique. We used 75 Wistar rats weighing approximately 300 g divided in three groups: Nourished or control (N), Malnourished (D) and Mozambique or experimental group (M), measured at birth and weaning. The animals were kept under the same housing conditions, temperature, humidity and light, but fed with different diet depending on the group; Group N with normal protein diet (20% casein), Group D with hypo-proteic diet (5% casein) and group M with Mozambique diet. Body mass at birth and weaning was evaluated the right gastrocnemius muscle of male pups at weaning was colletcted for processing. Serial sections of 10 µm were performed in a cryostat prior to histology techniques of hematoxylin and eosin, picro-sirius, NADH-tr and analysis in transmission electron microscope. Statistical evaluation was determined by analysis of variance tests (ANOVA) and Tukey. Significant differences were found between groups N, D and M. Group M exhibit a great variation of body mass that was similar to group D; these animals (group M) also showed structural changes in muscle fiber which exhibited round-shaped contours, and a predominance of type III collagen similarly to malnourished group. Ultra structurally animals from Mozambique showed a disorganization of Z lines of sarcomeres and myofibrils disruption, decreased cross-sectional area and a smaller proportion of glycolytic and glycolytic-oxidative fibers, and higher percentage and cross-sectional area identical to group D with respect to oxidative fibers.

Em machos, tanto o envelhecimento quanto a obesidade induzida por dieta hiperlipídica (DHL) apresentam defeitos na ação insulínica, no entanto há carência de informações sobre fêmeas. Avaliamos a sensibilidade à insulina, tolerância à glicose, o padrão estral e a expressão de proteínas da via insulínica em hipotálamo e músculo de fêmeas C57BL6. Camundongos com 10 meses de vida e com 4 meses alimentados com DHL apresentaram aumento de coxins gordurosos, resistência à insulina e intolerância à glicose em relação a seus controles. A DHL induziu redução no número de corpos lúteos, precedido de alteração do padrão estral; aumento da expressão do IR e PI3K no hipotálamo e de PI3K/AKT1 e IL-6 em músculo gastrocnêmio. No hipotálamo dos animais com 10 meses foi detectada redução na expressão do IR e TNF alpha. Confirmamos a associação entre obesidade, resistência à insulina e intolerância a glicose induzidas por dieta hiperlipídica e envelhecimento em fêmeas. Além disso, nestes modelos foi detectada modificação na expressão do IR hipotalâmico de modo distinto. / In males, aging and obesity induced by high-fat diet (HFD) show defects in insulin action, but there is a lack of information about females. We evaluated the insulin sensitivity, glucose tolerance, estrous cycle and proteins expression of the intracellular insulin pathway in the hypothalamus and skeletal muscle of female C57BL6. Ten month-old mice and 4 mo HFD fed mice had increased fat pads, insulin resistance and glucose intolerance. The HFD fed group showed impaired estrous cycle pattern followed by reduced number of corpora lutea. There were also, increased IR and PI3K protein levels in the hypothalamus and increased PI3K/AKT1 and IL-6 proteins in skeletal muscle. In hypothalamus of 10 month-old mice there was a decreased IR and TNF alpha proteins level. Thus, our data confirm the association between obesity, insulin resistance and glucose intolerance induced by HFD and aging in female mice. Moreover, there were distinct change proteins in expression of the hypothalamic IR in both animal models.

Ad libitum high-fat diet (HFD)-induced obesity leads to insulin resistance in skeletal muscle, altered gene expression, and altered growth signaling, all of which contributes to pathological changes in metabolism. Liver kinase B1 (LKB1) is an important metabolism regulator. The purpose of this dissertation was to understand how knocking out LKB1 influences HFD induced adaptations in mouse skeletal muscle. To do so, control and skeletal muscle LKB1 knock-out (LKB1-KO) mice were put on either standard diet (STD) or HFD for 1 week or 14 weeks, or put on the HFD for 14 weeks and then switched to STD for 1 week (switched diet). The major differences in adaptation in the LKB1-KO mice include: 1) lower fasting blood glucose levels but impaired glucose tolerance compared to WT mice (although conflicting results are generated if the data is not normalized to fasting blood glucose levels), 2) altered expression of 16 HFD-induced genes, and 3) decreased muscle weight. The lower fasting blood glucose in LKB1-KO mice was likely due to elevated serum insulin levels, and the impaired glucose tolerance was associated with decreased phosphorylation of TBC1D1, an important regulator of insulin stimulated glucose uptake. 16 potential important target genes (metabolism, mitochondrial, cytoskeleton, cell cycle, cell-cell interactions, enzyme, ion channel) were identified in the context of HFD feeding and LKB1-KO. These genes were quantified by RT-PCR and grouped according to changes in their patterns of expression among the different groups. Among several other interesting changes in gene expression, the muscle growth-related protein, Ky was not affected by short-term HFD, but increased after long-term HFD, and did not decrease after switched diet, showing that its expression may be an important long-term adaptation to HFD. LKB1-KO promoted anabolic signaling through increasing t-eIF2α and eIF4E expression, and promoted protein degradation through increasing protein ubiquitination. Because the degradation is the main effect and lead to muscle weight decrease. The effect of HFD and/or LKB1-KO on the LKB1-AMPK system was also determined. The results showed that knocking-out LKB1 decreased AMPK activity, decreased nuclear distribution for AMPK α2 and increased AMPK α1 expression. Long-term HFD increased t-AMPK expression in LKB1-KO mice, decreased the cytoplasm p-AMPK and nuclear p/t-AMPK ratio in CON mice. Together the findings of this dissertation demonstrated HFD induced glucose/insulin tolerance, while LKB1-KO had a controversial effect on glucose/insulin sensitivity. Both HFD and LKB1-KO affect AMPK expression and cellular location, while LKB1-KO also affects AMPK activity. LKB1-KO promoted protein degradation through ubiquitination in skeletal muscle.

The loss of physical activity after a spinal cord injury results in musculoskeletal deterioration and metabolic dysfunction. Rehabilitation often overlooks the importance of physical activity in the paralyzed limbs for systemic metabolic health. There is a need for safe, feasible exercise interventions to increase physical activity levels in the paralyzed limbs of people with chronic paralysis that have severe musculoskeletal loss. The goal of this work is to 1) develop a gene expression signature after a single dose and long term training using a high force exercise in people with an acute spinal cord injury; 2) develop a novel low force exercise intervention using electrical muscle stimulation to limit force production and increase routine physical activity for chronically paralyzed human skeletal muscle; 3) determine the gene expression signature after a single dose of this novel low force exercise in people with long term paralysis; 4) develop a dose estimate of this low force exercise needed to initiate a phenotype transformation of chronically paralyzed skeletal muscle. The major findings of this research are 1) a single dose of high force exercise increases the expression of key regulatory genes needed for the transformation of paralyzed skeletal muscle observed after long term training; 2) our novel low force exercise intervention challenges chronically paralyzed muscle but not non-paralyzed muscle; 3) a single dose of low force exercise increases the expression of key regulatory genes needed to improve skeletal muscle health; 4) a dose of at least 4 days per week of our low force exercise is needed to initiate a phenotype transformation of chronically paralyzed skeletal muscle. Together, this work supports the use of a low force exercise intervention for people with long term spinal cord injury and establish the need for future work assessing effects of our low force exercise on the systemic health and quality of life of people with long term spinal cord injury.