O câncer é considerado uma das principais causas de morte no mundo. Para o tratamento dessa doença, frequentemente são utilizadas estratégias farmacológicas baseadas na intervenção quimioterápica, no qual a doxorubicina (DOX) é largamente utilizada. Visto que, o músculo esquelético possui importante papel na captação de glicose, o objetivo do presente trabalho foi investigar o efeito da DOX na intolerância à glicose. Para isso foram utilizados ratos Wistar, os quais receberam uma dose única de DOX ou salina intraperitoneal (15mg/kg). Avaliamos a expressão de proteínas envolvidas na sensibilidade à insulina e captação de glicose. Os ensaios captação de glicose foram realizados em cultura de miócitos, no qual foi utilizado o agonista de AMPK. O tratamento com DOX causou resistência à insulina e hiperglicemia. No músculo EDL e em miócitos houve menor expressão de GLUT-4 e de AMPk. Em conclusão, o tratamento com DOX causou intolerância à glicose e redução da expressão de AMPk e GLUT-4. A utilização do agonista de AMPk foi capaz de recuperar à intolerância à glicose. / The cancer is considered a major cause of death worldwide. For the treatment of this disease, with frequency are used pharmacological strategies based in chemotherapeutic intervention, in which doxorubicin (DOX) is widely used. Since the skeletal muscle plays an important role in glucose uptake, the aim of this study was to investigate the effect of DOX in glucose intolerance. For this Wistar rats which received a single dose of DOX or saline intraperitoneally (15mg / kg). We evaluated the expression of proteins involved in insulin sensitivity and glucose uptake. The glucose uptake assays were performed on culture myocytes, which was used in the agonist of AMPK. The treatment with DOX caused insulin resistance and hyperglycemia. In the EDL muscle myocytes and there was less expression of GLUT4 and AMPK. In conclusion, treatment with DOX caused impaired glucose tolerance and reduction of expression of AMPK and GLUT-4. The use of AMPK agonist was able to recover glucose intolerance.

Considerando-se que o papel das proteínas de choque térmico (HSPs) na melhoria da resposta regenerativa da musculatura esquelética de camundongos idosos ainda não é bem conhecido, e que o tratamento com O-(3-piperidino-2-hydroxy-1-propyl) nicotinic amidoxime (BGP-15), um indutor de HSPs, atenua a fibrose muscular em animais com Distrofia de Duchenne, a hiperexpressão de HSPs no músculo esquelético através do tratamento com BGP-15 e do uso de camundongos transgênicos que hiperexpressam a proteína de choque térmico 70 kDa induzível (HSP70) poderia melhorar o processo regenerativo muscular por meio da atenuação da fibrose do tecido muscular em regeneração de animais idosos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar a influência das HSPs na resposta regenerativa muscular em camundongos idosos através da análise dos efeitos do tratamento com o fármaco BGP-15 e da hiperexpressão da HSP70 induzida por transgenia em aspectos estruturais, celulares, moleculares e funcionais. Em 10 dias após a criolesão de músculos tibialis anterior (TA), o tratamento com BGP-15 (15 mg/kg) atenuou a sarcopenia e a redução do tamanho das fibras musculares em regeneração de camundongos idosos, e induziu a recuperação da densidade de área do tecido conjuntivo em músculos não lesados de camundongos idosos, e da expressão de FGF em músculos lesados de camundongos idosos. Além disso, o BGP-15 proporcionou atenuação da queda da força do músculo extensor digitorum longus em regeneração (EDL) após lesão em camundongos jovens. Além do efeito benéfico do BGP-15 em atenuar a sarcopenia, este fármaco (1μM) também atenuou a perda de miotubos C2C12 expostos às citocinas inflamatórias interferon-γ e TNF-α Houve prevenção do déficit na diferenciação inicial e tardia de mioblastos oriundos de animais idosos que hiperexpressam HSP70. Em paralelo, verificamos que o silenciamento de HSP70 em mioblastos C2C12 acarreta na redução da expressão do gene MyoD e do miR-326 no início do processo de diferenciação muscular. Portanto, nossos resultados demonstram que a hiperexpressão de HSPs, induzida por BGP-15, melhora a regeneração muscular em camundongos idosos, pois acelera a recuperação do tamanho da fibra muscular em regeneração. Experimentos in vitro sugerem que esse efeito é mediado pela atenuação do déficit na diferenciação de células precursoras miogênicas. Paralelamente, este trabalho demonstra que a HSP70 participa do início da diferenciação muscular por meio de mecanismo envolvendo MyoD e o miR-326. Além do efeito benéfico do indutor de HSPs, BGP-15, sobre a regeneração muscular de animais idosos, este atenuou a sarcopenia e a perda de miotubos expostos ao modelo de atrofia muscular in vitro induzido por interferon-γ e TNF-α. Este último efeito é mediado pela redução na expressão de Atrogin-1. / Considering that the role of heat shock proteins (HSPs) on the skeletal muscle regenerative response of aged mice is still not well known, and that the treatment with O- (3-piperidino-2-hydroxy-1-propyl ) nicotinic amidoxime (BGP-15), an HSP inducer, attenuates muscle fibrosis in animals with Duchenne Muscular Dystrophy; the overexpression of HSPs in skeletal muscle induced by BGP-15 treatment and the use of inducible 70 kDa heat shock protein (HSP70) overexpressing transgenic mice could improve the muscle regenerative process through attenuation of fibrosis of regenerating muscle tissue in old mice. Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of HSPs on muscle regenerative response in aged mice by analyzing the effects of BGP-15 treatment and HSP70 overexpression induced by transgenesis in structural, cellular, molecular and functional aspects of regenerating muscles from aged mice. At 10 days after cryolesion of the tibialis anterior (TA), BGP-15 treatment (15 mg / kg) attenuated sarcopenia, reduced the cross sectional area of regenerating myofiber from aged mice and recovered the connective tissue density and the expression of FGF in injured muscles from aged mice. Moreover, BGP-15 attenuated the force decrease in extensor digitorum longus (EDL) after injury in young mice. In addition to the beneficial effect of BGP-15 on attenuation of sarcopenia, this drug (1μM) also attenuated the loss of C2C12 myotubes exposed to the inflammatory cytokines interferon-γ and TNF-α. There was a prevention of the deficit in the initial and late differentiation of myoblasts from aged animals that overexpress HSP70. In parallel, we observed that the silencing of HSP70 in C2C12 myoblasts reduced the gene expression of MyoD and miR-326 at the beginning of the muscle differentiation process. Therefore, our results suggest that the overexpression of HSPs improves muscle regeneration in aged mice, since it accelerates the size recovery of regenerating myofibers. This effect is mediated by the attenuation of the deficit in the differentiation of myogenic precursor cells. In parallel, we demonstrated that HSP70 participates in the beginning of muscle differentiation probably through a mechanism mediated by MyoD and miR-326. In addition to the beneficial effect of the HSP inducer BGP-15 on muscle regeneration of aged animals, it attenuated sarcopenia and loss of myotubes exposed to interferon-γ and TNF-α. This latter effect is mediated by the reduction of Atrogin-1 expression.

A proposta deste trabalho é a padronização do método de eletroporação direta (utilizando eletrodos) em músculo sóleo de ratos wistar. Deste processo físico, pudemos variar a voltagem, o número de pulsos e duração do pulso. O objetivo principal foi à busca de um parâmetro ideal onde deveria haver a menor lesão tecidual com a maior quantidade de expressão do GFP. Métodos de análise (fluorescência e histologia) foram utilizados para a determinação da eficiência de transferência de genes, onde se considerou a razão entre as fibras musculares sadias emissoras fluorescência e o número total de fibras sadias. Como resultado, atingimos a taxa de eficiência de (50,3 ± 20%) em transferência de genes, utilizando a voltagem de 25 V, trem de 8 pulsos com duração de 20ms e freqüência de 1Hz. A possibilidade de interferir na função deste músculo abre a perspectiva de se estudar o papel de certos genes na plasticidade muscular esquelética, especialmente no crescimento muscular longitudinal. / The use of electrical pulses for gene transfer has been successfully used to reach significant levels of gene expression in vitro and in vivo. Therefore electroporation can be considered an important device to get further insight on biological mechanisms and also to treatment. The aim of the present work is to achieve a high level of gene transfer throughout electroporation in the soleus muscle of Wistar rats. The muscle was surgically accessed, injected with Hyaluronidase and subsequently injected with a plasmid expressing GFP (Green Fluorescence Protein). Observation of fluorescence produced in situ and also HE (Hematoxilin-eosin) preparations revealed that the best gene transfer efficiency (50, 3 ± 20%) was achieved with 25 V and 8 pulses (1Hz) lasting 20ms. These results point to a potential use of electroporation as a tool for investigating cellular and molecular aspects of skeletal muscle plasticity, especially those that can be approached only in soleus muscle, such as longitudinal growth.

A la suite d’un criblage pangénomique, nous avons montré que l’inhibition d’un miARN de la famille let-7, miR-98, entraîne une forte accélération de la différenciation musculaire avec hypertrophie des myotubes. Lors de ma thèse, j’ai cherché à comprendre comment miR-98 retarde la différenciation du muscle strié squelettique. Des analyses transcriptomiques dans des myoblastes où ce miARN a été inhibé ont montré la perturbation de l’expression d’environ 240 gènes. Parmi eux, j’ai montré que le répresseur transcriptionnel E2F5 est important pour la régulation de la différenciation musculaire via miR-98, et est directement ciblé par ce miARN. L’inhibition de E2F5 permet de rétablir un niveau de différenciation normal malgré l’inhibition de miR-98. E2F5 est un régulateur important du cycle cellulaire. Sa fonction dans le muscle n’avait pas encore été explorée. Mes résultats montrent que E2F5 accélère le processus de différenciation musculaire. J’ai ensuite montré que E2F5 peut réguler directement des gènes répresseurs de la différenciation musculaire, comme ID1 et HMOX1, et indirectement des répresseurs de la voie TGF-β, expliquant son action sur la différenciation. Au final, miR-98 régule la différenciation du muscle strié squelettique en agissant directement sur l’expression de E2F5, et indirectement sur ses multiples cibles. Mes résultats ont ainsi mis en évidence une nouvelle voie de régulation de la différenciation musculaire : la voie let-7 – E2F5. / A genome-wide screen had previously shown that knocking-down miR-98, a miRNA of let-7 family, leads to a dramatic increase of terminal myogenic differentiation, with myotube hypertrophy. My PhD project aimed to understand how miR-98 delays skeletal muscle differentiation. Transcriptomic analysis of human myoblasts with knocked-down miR-98 revealed that approximately 240 genes were sensitive to miR-98 depletion. Among these potential targets, I have identified the transcriptional repressor E2F5, which turned out to be important for miR-98 regulation of muscle differentiation. Knocking down E2F5 and miR-98 simultaneously had almost fully restored normal differentiation. I have subsequently shown that E2F5, an important cell cycle regulator, is a direct target of miR-98 in muscle, where its function had never been investigated before. My results show that E2F5 is a positive regulator of the muscle differentiation process. E2F5 can directly repress inhibitors of muscle differentiation, such as ID1 and HMOX1, and indirectly regulate TGF-β pathway family members. In conclusion, miR-98 regulates skeletal muscle differentiation by directly regulating E2F5 expression, and thus controlling the expression of multiple E2F5 targets. My results have highlighted a new regulatory pathway of muscle differentiation: the let-7 – E2F5 pathway.

A disfunção de músculos esqueléticos (DME) é comum na síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SIRS) causada por infecções (sepse). Tal disfunção é relacionada à presença de citocinas, espécies reativas de oxigênio (ROS) e óxido nítrico (NO). Contudo, não existem dados sobre a ocorrência de DME durante SIRS causada por isquemia e reperfusão intestinal (IRI). Assim, este trabalho teve como objetivo analisar a presença de algumas citocinas, marcadores da produção de ROS e NO em músculo diafragma (DIAF) e tibial anterior (TA) de ratos após reperfusão (R) de 2 e 6 h. Avaliamos também o consumo de oxigênio (CO) e a função contrátil (FC) do DIAF em após 2 h de R. Os resultados mostram que a IRI aumenta a expressão de citocinas, altera a via L-arginina-NO e causa danos oxidativos em lipídeos e proteínas em DIAF e TA, porém de forma dependente do tecido e do tempo de R. Ainda, o CO estimulado por malato está aumentado após 2 h de R. Estas alterações não afetam a FC do DIAF após 2 h de R, mas podem ser importantes para o desenvolvimento de DME em tempos posteriores. / Skeletal muscle dysfunction (SMD) is common during systemic inflammatory response syndrome (SIRS) caused by infection (sepsis). SMD is associated with increased production of cytokines, nitric oxide (NO) and reactive oxygen species (ROS). However, there are no data concerning its occurrence during SIRS caused by intestinal ischemia and reperfusion (IIR). Then, our objectives were to analyze the presence of some cytokines, NO and markers of ROS production in diaphragm (DIA) and in tibialis anterior (TA) from rats submitted to 2 and 6 h of reperfusion (R) after ischemia. We also evaluated oxygen consumption (OC) and contractile force (CF) of DIA after 2 h of R. Results show that IIR increases inflammatory cytokines, causes oxidative damages in lipids and proteins, and changes L-arginine-NO pathway. Both DIA and TA are affected but in different patterns and depending on R period. Moreover, OC stimulated by malate was increased. These alterations did not affect CF of DIA after 2 h of R, but must be important to the development of SMD in more prolonged periods of R.

A doença arterial periférica (DAP) é uma síndrome degenerativa multifatorial que acomete principalmente idosos e tem como principais características a redução da qualidade de vida e o aumento da mortalidade cardiovascular. Dentre as limitações funcionais impostas pela doença, a mais evidente é a piora da capacidade locomotora decorrente da claudicação intermitente (períodos alternados de isquemia e reperfusão). Atualmente não existem tratamentos farmacológicos capazes de bloquear a progressão da DAP, caracterizada pela redução da capacidade oxidativa muscular, excessivo estresse oxidativo e consequente acúmulo de aldeídos reativos no leito afetado. Com base nisso, o presente trabalho visou caracterizar o papel da enzima aldeído desidrogenase 2 na progressão da DAP. Para isso caracterizamos o modelo animal de DAP, e verificamos que camundongos C57Bl/6 após a cirurgia de oclusão de fluxo apresentam redução da atividade catalítica da enzima ALDH2. Fato acompanhado por uma intolerância ao esforço físico, atrofia e prejuízo na contratilidade muscular, além de desarranjo sarcomérico e mitocondrial. Em modelo de cultura celular, a inativação da enzima ALDH2, após hipóxia e reoxigenação levou à prejuízo na angiogênese e disfunção mitocondrial. Mesmo fenômeno observado nos animais DAP tratados com inibidor, que desenvolveram disfunção mitocondrial e pobre resposta à atividade física. Em modelo de genético de redução da atividade da enzima ALDH2, foi possível ver exacerbada disfunção muscular. Baseado nesses resultados, acreditamos que a enzima ALDH2 desempenha um importante papel na progressão da doença arterial periférica, sendo um possível alvo terapêutico. / Peripheral arterial disease (PAD) is a multifactorial disease which mainly affects elderly reducing quality of life and increasing cardiovascular mortality. Among the functional limitations imposed by the disease, the progressive worsening of locomotor capacity arising from intermittent periods of ischemia and reperfusion, are related to reduced muscle oxidative capacity, excessive oxidative stress and consequent accumulation of reactive aldehydes in the affected leg. We recently demonstrated that lipid peroxidation induced-toxic aldehydes accumulation contributes to ischemic heart disease progression. Interestingly, oxidation of these aldehydes through aldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2) activation is cardioprotective. Based on that, this work characterizes the role of ALDH2 during PAD progression. The PAD animal model presents decreased skeletal muscle ALDH2 enzyme activity associated with exercise intolerance, muscle atrophy, poor muscle contraction, skeletal muscle sarcomeric disruption and giant mitochondrial accumulation. After ALDH2 inhibitor treatment, cell culture submitted to hypoxia/reoxygenation stress showed no angiogenesis and mitochondrial dysfunction. Similar data was seen at animal model, where PAD mice treated with ALDH2 inhibitor shows mitochondrial dysfunction, greater atrophy and affected physical exercise response. Also, transgenic mice for ALDH2 (which has a reduced ALDH2 activity) submitted to PAD showed a smaller muscle contraction, compared to wild type PAD mice. Our data points to ALDH2 as an important therapeutic target to develop new therapy strategies to counteract PAD progression.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 eduardolira_dissert.pdf: 542986 bytes, checksum: e47b365af35f88f462e77e2e9ac92c97 (MD5) Previous issue date: 2006-04-20 / Introduction: The aim of the present study was to estimate the anticatabolic effect of xanthine derivatives on skeletal muscle protein metabolism from septic rats by using microdialysis. Methods: Sepsis was induced by cecal ligation and puncture (CLP). After 3, 6 and 10 hours of surgery, male Wistar rats (~250g) were anesthetized with thionembutal sodium (50mg/Kg body weight i.p.) and placed on heating pads to maintain adequate temperature (37oC). Microdialysis probe was inserted in the anterior tibial muscle and an equilibration period of 30 minutes was allowed. After connecting the catheter inlet to a microinjection pump, the system was perfused with 0,5% bovine serum albumin, 50 μM tyrosine and 1 mmol/l glucose in isotonic saline at a rate of 1.0 μl/min. Samples of the skeletal muscle interstitial fluid and arterial plasma from carotid artery were collected after 90 minutes of experiment and tyrosine was measured by fluorescence. The interstitial tyrosine concentration was estimated from the dialysate concentration. To calibrate catheters in vivo the internal reference calibration technique was used. The muscle blood flow was estimated by ethanol technique. Overall proteolysis was investigated in extensor digitorus longus (EDL) muscles from sham-operated and 3-hour septic rats (~70g) incubated in the presence or not of IBMX (1mM). Results: In sham-operated and septic rats, skeletal muscle interstitial tyrosine levels (μM) were significantly higher than arterial plasma tyrosine. Three-hour septic rats showed a 33% decrease in muscle blood flow and a 128% increase in the concentration of tyrosine in skeletal muscle interstitial (235 ± 16, n=10), when compared to sham-operated rats (95,5 ± 5,5, n=10). Interstitial (I) minus arterial (A) plasma tyrosine concentrations difference was also significantly increased after 3 hours of sepsis (117 ± 7 vs. 31 ± 6 in sham-operated, n=10). Pentoxifylline (PTX; 50mg/Kg body weigh, e.v.) treatment, during 1 hour immediately after CLP, reduced in 25% and 50% the interstitial tyrosine concentration and I-A difference, respectively. In situ isobutylmethylxanthine (IBMX; 1mM), but not PTX, reduced the interstitial tyrosine concentration (30-46%) and I-A difference (43-48%) in both groups. The increase of proteolysis induced by sepsis in EDL muscles was abolished by in vitro addition of IBMX (1mM). Conclusions: The data show that: (1) microdialysis is a perfectly adapted tool to investigate in vivo regulation of muscle protein metabolism during acute catabolic states; (2) the catabolic effect of sepsis on rat skeletal muscle protein metabolism in vivo can be observed 3 hours after CLP; (3) the xanthine derivatives reduce the muscle protein catabolism induced by sepsis in rats. / Objetivo: investigar o efeito anticatabólico dos derivados de xantinas no metabolismo de proteínas de ratos sépticos utilizando a técnica de microdiálise. Materiais e métodos: Ratos machos Wistar (~250g) foram anestesiados com tiopental (50mg/Kg, i.p.) e mantidos em mesa cirúrgica aquecida (37°C). A sepse foi induzida pela ligadura e punção do ceco (CLP) e os músculos estudados após 3, 6 e 10 horas da cirurgia. O cateter de microdiálise foi inserido no tibial anterior, o qual foi perfundido a um fluxo constante de 1,0μl/min com solução salina enriquecida com albumina bovina (0,5%), 50 μM de tirosina fria, 1 mmol/l de glicose e [14C]-tirosina. A tirosina foi quantificada por fluorescência no dialisado, sangue arterial e solução de perfusão, após 90 minutos de microdiálise. O cateter foi calibrado in situ pela técnica da referencia interna. O Fluxo Sanguíneo Muscular (FSM) foi avaliado pela técnica do clearance de etanol. A proteólise foi quantificada no extensor digitorus longus (EDL) de ratos (~70g) sham ou sépticos por meio da liberação de tirosina in vitro. Resultados: A concentração intersticial de tirosina foi sempre maior que a concentração arterial. A sepse de 3 horas reduziu em 33% o FSM e aumentou em 127% a concentração intersticial de tirosina (235 ± 16, n=10) em relação ao sham (95 ± 5, n=10). A diferença I-A também foi maior no grupo séptico (117 ± 16 vs. 31 ± 6 no sham, n=10). A infusão sistêmica da pentoxifilina (PTX; 50mg/Kg, e.v.), durante a primeira hora pós-CLP, reduziu em 25% e 50% a concentração intersticial e a diferença I-A de tirosina, respectivamente. O tratamento in situ com isobutil-metil-xantina (IBMX; 1mM), mas não com PTX, reduziu a concentração intersticial (30-46%) e a diferença I-A (43-48%) de tirosina, em ambos os grupos. O aumento da proteólise muscular induzido pela sepse foi abolido pela ação in vitro da IBMX (1mM) que reduziu a proteólise em 41%. Conclusões: os resultados mostram que: (1) a microdiálise é uma técnica perfeitamente adaptada ao estudo do metabolismo de proteínas em situações catabólicas; (2) o modelo da CLP de 3 horas ativa o catabolismo de proteínas em músculos esqueléticos de ratos; (3) As ações sistêmicas, in situ e in vitro dos derivados de xantinas reduzem o catabolismo de proteínas em músculos de ratos sépticos.

Acreditava-se inicialmente que a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) estava associada apenas aos danos oxidativos e efeitos deletérios às células. Atualmente, evidências sugerem que as EROs desempenham papel benéfico e estão associadas às adaptações estruturais e funcionais das células, por meio de regulação de vias de sinalizações celulares. Nas células musculares, sabe-se que sua função é dependente do estado redox das mesmas. De fato a produção exacerbada destas EROs é um fator limitante da contração muscular, no entanto, um ambiente celular reduzido também afeta negativamente a função muscular. Além disso, adaptações ao exercício físico parecem ser reguladas por vias de sinalizações sensíveis a oxidação por EROs. A NADPH oxidase é um importante complexo enzimático produtor de EROs no músculo esquelético (ME) e considerada como principal fonte de EROs no citosol durante a contração. Além disso, as proteínas envolvidas na contração muscular são sensíveis e reguladas dependente do estado redox celular, e, a NADPH oxidase esta localizada, aparentemente de forma estratégica, próxima a estas proteínas. Desta forma, tornou-se pertinente o estudo da inibição da NADPH oxidase, com apocinina in vivo, em adaptações ao treinamento físico intervalado intenso (TFII), uma vez que esta enzima tem sua atividade aumentada em estudos de contração muscular in vitro. Para investigar o efeito do TFII associado à administração de apocinina sobre as adaptações estruturais, funcionais e redox do músculo esquelético, foram utilizados ratos wistar (3 meses de idade) distribuídos aleatoriamente em 4 grupos: controle sedentário (CS), controle treinado (CT), apocinina sedentário (AS), e apocinina treinado (AT). O protocolo de TFII foi de corrida em esteira rolante durante 2 meses (1h, 5x/sem) com intensidade intervalada (3min a 60% VO2máx e 4min a 85% VO2máx) em inclinação de 20°. O tratamento com a apocinina (30 mg/kg/dia) foi por gavagem durante 2 meses. Foram avaliadas nos músculos sóleo e EDL, as medidas de capilarização, área de secção transversa (AST), distribuição de tipos de fibra, atividades de enzimas antioxidantes: superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT), o estado redox pela razão GSH:GSSG, e lesões oxidativas pelas concentrações de hidroperóxidos lipídicos e proteínas carboniladas. Os resultados demonstraram, que no músculo sóleo, o TFII não alterou a atividade da NADPH oxidase, mas aumentou a capilarização (82%), a atividade da SOD (47%) e a razão GSH:GSSG (52%), e diminuiu a atividade da CAT (-38%). No músculo EDL, o TFII aumentou as atividades das enzimas NADPH oxidase (141%), SOD (36%) e CAT (88%), bem como a capilarização (50%) e mudanças de tipos de fibras. Com isso observou-se que a apocinina não teve efeito sobre a função, estrutura e estado redox do ME de ratos sedentários. No entanto, a apocinina inibiu as adaptações induzidas pelo TFII em ambos os músculos (sóleo e EDL). O TFII aumentou a atividade da NADPH oxidase apenas no músculo EDL mostrando comportamentos diferentes das atividades desta enzima, em resposta a este tipo de treino, entre os músculos de características oxidativas e glicolíticas. Sendo assim, a NADPH oxidase parece participar das vias sinalizadoras para as adaptações induzidas pelo TFII apenas nos músculos glicolíticos. Diante desses resultados, conclui-se que músculos glicolíticos e oxidativos podem ter vias de sinalizações diferentes para as adaptações do ME ao exercício. Isto reforça e também explica a importância da intensidade e duração do exercício em respostas adaptativas, uma vez que estas variáveis influenciam o estado redox e também desencadeiam adaptações diferentes no ME. Futuramente, informações do estado redox muscular podem ser usadas para melhorar a especialização do treinamento físico de atletas / Initially it is believed, the production of reactive oxygen species (ROS) was associated just with oxidative damage and harmful effects on cells. Currently, evidence suggests that ROS play beneficial role and are associated with structural and functional adaptations of the cells by means of regulating cellular signaling pathways. In muscle cells, it is known that its function is dependent on the redox state. In fact, the exacerbated production of ROS is a limiting factor of muscle contraction, however, a reduced cellular environment also adversely affects the muscle function. In addition, adaptations to exercise seems to be regulated by signaling pathways sensitive to oxidation by ROS. The NADPH oxidase is an important enzymatic complex producer of ROS in skeletal muscle (SM) and considered as the main source of ROS in the cytosol during contraction. Besides, the proteins involved in muscle contraction are sensitive and controlled by the cellular redox state. Furthermore, NADPH oxidase is located, apparently in a strategic way, next to these proteins. Thus, it has become relevant to the study, in vivo, the inhibition of NADPH oxidase with apocynin on adaptations to high intense interval training (HIIT), since this enzyme activity has been increased in studies of muscle contraction in vitro. To investigate the effect of HIIT associated with the administration of apocynin on the structural and functional adaptations and the redox state of skeletal muscle, Wistar rats (3 months old) were randomly distributed into 4 groups: sedentary control, trained control, sedentary apocynin, and trained apocynin. The HIIT protocol consisted of treadmill running during two months (1h, 5x / week) with intensity intervals (3min 60% VO2max and 4 min at 85% VO2max) in a inclination of 20 degrees, and the apocynin treatment (30 mg / kg / day) was by gavage during 2 months. Were evaluated in soleus and EDL muscles, the capillarity, cross-sectional area (CSA), the distribution of fiber types, activities of antioxidant enzymes: superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), the redox state by GSH: GSSG ratio, and oxidative damage by concentrations of hydroperoxides lipid and protein carbonyls levels. The results showed that in the soleus muscle, the HIIT did not increase the NADPH oxidase activity, but increased capillarity (82%), the activity of SOD (47%) and the ratio GSH: GSSG (52%), but decreased CAT activity (-38%). In EDL muscle, the HIFF increased the activity of the NADPH oxidase enzyme (141%), SOD (36%) and CAT (88%), and the capillarity (50%) and the change of fiber types. Thus it was observed that apocynin had no effect on the function, structure and redox state of SM of sedentary rats. However, the apocynin inhibited adaptations HIIT induced in both muscles (soleus and EDL). The HIIT increased the activity of NADPH oxidase only in the EDL muscle showing different behaviors of the activity of this enzyme in response to this type of training, between the oxidative and glycolytic muscles. Therefore, NADPH oxidase appears to participate in the signaling pathways for adjustments HIIT induced only in the glycolytic muscles. Given these results, it is concluded that glycolytic and oxidative muscles may have different pathways for the adjustments to the SM to exercise. This reinforces and also explains the importance of the intensity and duration of exercise in adaptive responses, since these variables influence the redox state and also trigger different adjustments in SM. In the future, muscle redox status information could even be used to improve the expertise of physical training of athletes

Introdução: A ingestão de lipídios saturados está relacionada ao aumento da adiposidade, seja em humanos ou em modelos animais. O excesso de gordura corporal promove quadro de inflamação crônica e de baixa intensidade, condição esta associada à alteração no metabolismo da glicose, à resistência a ação da insulina e ao desenvolvimento de doenças crônicas não transmissíveis (DCNT). No tecido muscular, o aumento da atividade das proteínas quinases designadas quinase do inibidor do fator nuclear B (IKK)- e a c-Jun N-terminal quinase (JNK) contribui para o quadro de hiperglicemia por meio da redução da ativação do substrato 1 do receptor de insulina (IRS-1) e da proteína quinase B (Akt/PKB). A administração da erva-mate (EM), que possui compostos bioativos (CBA) com atividade anti-inflamatória, pode atuar na redução do processo inflamatório induzido pela elevada ingestão de ácidos graxos saturados. Objetivo: Investigar os efeitos do consumo isocalórico da ração hiperlipídica e da administração da erva-mate (Ilex paraguariensis) sobre a expressão de proteínas envolvidas na via de sinalização da insulina no músculo sóleo de ratos Wistar. Métodos: O delineamento experimental foi realizado em 2 momentos. Inicialmente, 36 ratos Wistar, machos foram distribuídos em dois grupos, os quais ingeriram ração controle (CON) (n= 18) ou hiperlipídica (HL) (n= 18), durante 12 semanas, caracterizando os grupos baseline CONBL e HLBL, respectivamente. Após esse período, 6 animais de cada grupo sofreram eutanásia, enquanto o restante dos animais de cada grupo foi distribuído em grupos que receberam, ou não, por gavagem, o extrato aquoso de erva-mate (EAEM) na dose de 1 g/kg de massa corporal, durante 4 semanas. Os animais foram submetidos ao teste oral de tolerância à glicose (oGTT) e ao teste intraperitoneal de tolerância à insulina (ipITT) na primeira, décima segunda e décima sexta semana do protocolo experimental. A partir do sangue, foram determinadas as concentrações de glicose, insulina, ácidos graxos não esterificados totais, adiponectina e proteína C reativa. A composição corporal foi avaliada por meio da carcaça dos animais. A partir do músculo sóleo, foi avaliada a expressão das proteínas JNK, IKK-, AKT e IRS1, nas suas formas totais e fosforiladas, e do fator de transcrição nuclear NFB, na sua forma fosforilada. Também foi realizada a avaliação histológica nesse tecido. Resultados: A ingestão isocalórica da ração HL não promoveu aumento de adiposidade, contudo, o grupo HLBL apresentou maior peso do coxim retroperitoneal em relação ao CONBL (p<0,05). O grupo HLBL mostrou hiperglicemia, resistência à ação da insulina, aumento das concentrações plasmáticas de colesterol total, colesterol não-HDL e de proteína C reativa em comparação ao grupo CONBL (p<0,05). No músculo sóleo, verificou-se aumento da razão fosfo:total IKK- no grupo HLBL em comparação ao CONBL (p=0,02). A administração do EAEM promoveu diminuição de 1 por cento (p<0,05) do ganho de peso corporal do grupo HL suplementado (HL+EM) em relação ao HL não suplementado, o qual apresentou 2 por cento de ganho de peso quando comparado ao HL+EM. Nos tempos de 5 e de 10 minutos após a carga insulínica, as glicemias dos animais HL+EM foram menores que as do grupo HL (p<0,05). Conclusão: A ingestão isocalórica da ração HL promoveu alterações metabólicas importantes, sugerindo possível ativação do processo inflamatório inclusive no tecido muscular. A administração da EM reduziu o ganho de peso, melhorou a sensibilidade à insulina e o perfil lipídico, contribuindo para a redução do risco cardiovascular / Introduction: The ingestion of saturated lipids is related to increase adiposity in humans or in animal models. The excess of fat improve the chronic and low grade of inflammation, condition associated with glucose metabolism disorders, insulin resistance and development of non-communicable diseases (NCD). In muscle tissue, the increase of proteins quinases activities, such as kinase inhibitor of B (IKK)- and c-Jun N terminal kinase (JNK) contributes for hyperglycemia thought the reduction of insulin receptor substrate (IRS)-1 and protein quinase B (AKT/PKB) activation. The administration of yerba mate (YM), which contain bioactive compounds with anti-inflammatory activity, can act on the reduction of inflammatory process induced by saturated fatty acid consumption. Objective: To investigate the effects of isocaloric high-fat diet consumption and Yerba mate (Ilex paraguariensis) administration on the expression of proteins involved in the insulin signaling pathway in Wistar rats soleus muscle. Methods: The experimental design was accomplished in 2 moments. Firstly, 36 Wistar rats, male, were distributed into two groups that ingested control (CON) (n=18) or high-fat (HF) (n=18) diets, during 12 weeks, characterizing baseline groups CONBL and HFBL, respectively. After this period, 6 animals from each group were euthanized, while the others were distributed in groups which received, or not, by oral gavage, yerba mate aqueous extract (YMAE) dose of 1 g/Kg of body weight), for 4 weeks. The rats were submitted to the oral glucose tolerance test (oGTT) and to the intraperitoneal insulin tolerance test (ipITT) on the first, twelfth and sixteenth week of experimental protocol. From the blood, were determined the concentrations of glucose, insulin, free fatty acids, adiponectin and C reactive protein. The body composition was available from the animal\'s carcass. From the soleus muscle, it was available the protein expression of JNK, IKK-, AKT and IRS-1, in total and phosphorylated forms and NF-B at the phosphorylated form. Also, it was realized the histology analysis in this tissue. Results: The ingestion of HF diet did not increase adiposity, however, the HFBL group presented retroperitoneal pad weight higher than CONBL (p<0,05). The HFBL group showed hyperglycemia, insulin resistance and elevated plasmatic concentrations of total cholesterol, HDL non-cholesterol and C reactive protein compared to CONBL group (p<0,05). On the soleus muscle, verified increase of phospho:total IKK- ratio in HFBL group in relation to CONBL (p=0,02). The supplementation with AEYM diminished 1 per cent (p<0,05) of weight gain in HL supplemented group in relation to HF not supplemented that presented 2 per cent of weight gain when compared to HF+YM. In times of 5 and 10 minutes after the insulin load, the glycemia of HF+YM were lesser than the HF group (p<0,05). Conclusion: The isocaloric high-fat diet intake promoted important metabolic changes, suggesting a possible activation of inflammatory process including in skeletal muscle. The administration of YM reduced the weight gain, improved the insulin sensibility and the lipid profile, contributing for the reduction of cardiovascular risk

Made available in DSpace on 2017-07-10T14:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAcaoO_ KELI.pdf: 1674157 bytes, checksum: f976ff9c495b873b950cdeee2b8ec507 (MD5) Previous issue date: 2016-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Peripheral nerves injuries result in interruption of the transmission of nerve impulses, with a decrease or loss of sensation and motor function in innervated area, directly affecting the muscle tissue and the individual's mobility. Annually in developed countries, their impact is significant and affects mainly the active economically peoples, leading to decrease in quality of life and socio-economic impacts. In the rehabilitation process physical exercises are used as a therapeutic modality that can assist in maintaining muscle properties and functional recovery. Thus, this study aimed to analyze the effects of resistance exercise with ladder climbing in the soleus muscle, after compression of the sciatic nerve of Wistar rats. For this purpose, 24 adult rats were used, randomly divided into 4 groups of 6 animals each: control; exercise; lesion; and exercise with lesion. Three days after the compression of the sciatic nerve, the animals in the exercise group and the exercise with lesion group were submitted to resistance exercise for 21 days. After this period, the animals were euthanized and the soleus muscle processed for histomorphometric analysis. The results showed an increase cross-sectional area of muscle fibers in group exercise as compared to the other groups, as well as an increase area in group exercise with lesion in relation the group lesion. In the measurement of smaller diameter of the fibers, higher values were observed in group exercise when compared to control and lesion. Also, an increase in the number of blood capillaries in group lesion in comparison with exercise and exercise with lesion, and decreased number of fibers in group exercise, when compared to lesion and exercise with lesion. There was a fewer of sarcomeres at 300 &#956;m, while its length is increase in lesion and exercise with lesion, as compared to control. The morphology analysis revealed that group exercise, most of the fibers had hypertrophied, while in group lesion was evident muscle damage resulting from sciatic compression, with irregular fibers, nucleus central and with surrounding halo, disruption of fiber and muscle fascicle, myoblasts to the site of injury and increased blood capillaries. Since the group exercise with lesion, a significant improvement in muscle morfology was found, with few fibers altered characteristics. The AQP1 was imunolocalizada the endothelium of blood capillaries present in the muscle fibers of all groups. Thus, it is concluded that resistance exercise with ladder climbing initiated during the acute phase, was an effective therapeutic modality in the recovery of morfology in the soleus muscle after denervation. / Lesões nos nervos periféricos resultam na interrupção da transmissão de impulsos nervosos, que pode levar à diminuição ou perda da sensibilidade e motricidade no território inervado, afetando diretamente o tecido muscular e a mobilidade do indivíduo. Anualmente, em países desenvolvidos, sua incidência é expressiva e acomete, principalmente, a população economicamente ativa, levando à diminuição na qualidade de vida e impactos socioeconômicos. No processo de reabilitação os exercícios físicos são utilizados como modalidade terapêutica, auxiliando na manutenção das propriedades musculares e na recuperação funcional. Por este motivo, este estudo objetivou analisar os efeitos do exercício físico resistido de subida em escada no músculo sóleo, após lesão compressiva do nervo isquiático de ratos Wistar. Para tanto, foram utilizados 24 ratos adultos divididos aleatoriamente em 4 grupos, com 6 animais cada: controle, exercício, lesão e lesão com exercício. Três dias após a compressão experimental do nervo isquiático, os grupos exercício e lesão com exercício, foram submetidos ao exercício resistido de subida em escada, durante 21 dias. Após este período, os animais foram eutanasiados e o músculo sóleo processado para avaliação histomorfométrica. Os resultados mostraram maior área de secção transversa das fibras musculares no grupo exercício, quando comparado com os demais grupos, assim como, uma maior área no grupo lesão com exercício em relação ao grupo lesão. Na mensuração do menor diâmetro das fibras, foram verificados valores maiores no grupo exercício quando comparado com os grupos controle e lesão. Também, houve aumento do número de capilares sanguíneos no grupo lesão, quando comparado com os grupos exercício e lesão com exercício, e diminuição do número de fibras no grupo exercício, quando comparado com os grupos lesão e lesão com exercício. Houve menor número de sarcômeros em 300 &#956;m, ao mesmo tempo em que seu comprimento foi maior nos grupos lesão e lesão com exercício, quando comparado ao grupo controle. A análise morfológica revelou que no grupo exercício a maioria das fibras se apresentava hipertrofiada, enquanto que no grupo lesão foram evidentes os sinais de dano muscular decorrentes da lesão isquiática, com fibras irregulares, núcleos centrais e com halo circundante, desorganização da fibra e do fascículo muscular, mioblastos no local da lesão e aumento dos capilares sanguíneos. Já no grupo lesão com exercício, foi verificado uma melhora significativa na morfologia muscular, com poucas fibras com características alteradas. A AQP1 foi imunolocalizada no endotélio dos capilares sanguíneos presentes nas fibras musculares de todos os grupos. Assim, conclui-se que o exercício resistido de subida em escada, iniciado na fase aguda, foi uma modalidade terapêutica eficaz na recuperação de aspectos morfológicos no músculo sóleo após a desnervação