O objetivo deste trabalho foi contribuir para o melhor entendimento dos mecanismos intracelulares envolvidos na regeneração muscular esquelética, através do estudo da influência das proteínas de choque térmico (HSPs) e do mTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1) no processo regenerativo muscular. O tratamento com radicicol (indutor de HSPs) em músculos lesados induziu aumento da área de secção transversal das fibras musculares em 10 e 21 dias após lesão e aumento do número de células satélites e de fibras musculares em diferenciação em 1 e 10 dias após lesão, respectivamente, quando comparado aos seus respectivos controles apenas lesados. O tratamento com rapamicina (inibidor de mTORC1) em músculos lesados induziu uma diminuição maior da área de secção transversal das fibras musculares em 10 e 21 dias após lesão e menor síntese protéica muscular em 10 dias após lesão quando comparado aos músculos somente lesados. Nossos resultados sugerem que as HSPs e o mTORC1 são importantes para o processo de regeneração muscular esquelética. / The goal of this work was to contribute to a better understanding about the intracellular mechanisms involved in skeletal muscle regeneration by studying the influence of heat shock proteins (HSPs) and mTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1) in the muscle regeneration process. The treatment with radicicol (a HSP inductor) in injured muscles induced increase of myofiber cross section area at 10 and 21 days post lesion and increased number of satellite cells and differentiating myofibers at 1 and 10 days post lesion, respectively, when compared to their respective injured controls. The treatment with rapamycin (a mTORC1 inhibitor) in injured muscles induced a more accentuated decrease in myofiber cross section area at 10 and 21 days post lesion and decreased muscle protein synthesis at 10 days post lesion when compared to only-injured muscles. Our results suggest that HSPs and mTORC1 are important to the process of skeletal muscle regeneration.

Um metabólito do aminoácido leucina, o HMB, vem sendo utilizado por promover aumento da síntese e/ou redução da degradação protéica. O objetivo do presente estudo avaliou os mecanismos moleculares envolvidos no efeito do HMB sobre o metabolismo proteico na musculatura esquelética frente a um modelo de proteólise, bem como suas consequências funcionais. Ratos Wistar (~250 g) foram tratados com HMB (320 mg/Kg de peso corporal), ou salina (controle), por gavagem, durante 28 dias. Após esse período, uma parcela de ambos os grupos sofreu jejum de 24 horas. Após os tratamentos, parte dos animais foi submetida a ensaios funcionais in vivo. A outra parcela foi sacrificada, os músculos gastrocnêmio (GASTRO) removidos e pesados; sóleo (SOL) e extensor digital longo (EDL), bem como parte do fígado, retirados para avaliação da expressão gênica (real-time PCR) e protéica (Western Blotting) de diversas proteínas envolvidas na síntese e degradação protéica na musculatura esquelética (IGF-I/Akt/mTOR/4E-BP1 e Ub-ligases). Não detectamos alterações na expressão dos atrogenes em ambos os músculos (SOL/EDL) com o tratamento; no entanto observamos um indicativo de atenuação dos animais jejuados com o tratamento no jejum no EDL. Com relação à fosforilação da Akt não houve alteração da mesma com o jejum e nem com o tratamento com HMB no músculo SOL. Já no EDL, encontramos elevação da pAkt no grupo jejuado tratado comparado ao jejuado controle. Contudo, surpreendentemente não detectamos alteração nas demais vias de síntese. Os dados funcionais revelaram apenas uma melhora no tempo de sustentação de isometria e na taxa de resistência à fadiga no EDL dos animais jejuados tratados, sem qualquer alteração na AST. Esta, no entanto, apresentou-se reduzida no SOL. Os resultados obtidos sugerem que o tratamento crônico com HMB não resultou em alterações nas vias de síntese e degradação protéica nos animais submetidos ao jejum. Contudo, eles apontam respostas músculo-específicas direcionadas ao EDL, com aumento da atividade da Akt e uma melhora funcional, sugerindo que o HMB atue protegendo esse músculo do efeito deletério do jejum, sem adicional ganho de massa muscular. / The HMB, a leucine metabolite, has been used for provide muscle mass gain by increasing protein synthesis and / or diminishing its degradations. The aims of this study is to explore the molecular mechanisms involved of the HMB effects over the protein metabolic on skeletal muscle compared to a proteolysis model, as well as their further functional consequences on muscle. Wistar rats (250 g) were treated with HMB (320 mg/kg body weight/mL of saline-0, 9%), or only saline (control) daily by gavage for 28 days along. After it, a group of animals were subjected to 24-hour fast. After the specified treatments, another portion of these animals were submitted to performances test in vivo. Another portion of animals were sacrificed, and their gastrocnemius (GASTRO) removed and weighed; furthermore, the soleus (SOL), extensor digitorum longus (EDL) and a piece of the liver were removed for evaluation of several genes expression (real-time PCR) and their proteins expression (Western Blotting). Those proteins were involved on protein synthesis and degradation of skeletal muscle (IGF-I/Akt/mTOR/4E-BP1 and Ub ligases). After treatment, no changes were detected on the atrogenes expression in both muscles (SOL / EDL); however it can be observed an indicative attenuation of fasted control animals compared HMB treatment fasted on EDL. In relation of Akt phosphorylation, on soleus muscle, it was not altered by fasting, neither by HMB treatment. We found the pAkt elevated on the EDLs muscle of the HMB group fasted compared to the control fasted. However, surprisingly we detected no changes in the other synthesis pathway, as well on IGF-I expressions and its proteins content. Functional data revealed an improvement on sustained time of the isometric force and the fatigue resistance rate on EDL of animals fasted and HMB treated, without any change on cross-sectional area (CSA). On the other hand, it appeared to be reduced in SOL. Those data suggesting that chronic HMB treatment have no change in the synthesis pathways and protein degradations in animals subjected to fasting. Nevertheless, they indicated responses of muscle-specific, mainly the EDL, in which was observed an increase of Akt activity, followed by a functional improvement, suggesting that this metabolite acts as a muscle protector of the deleterious fasting effects, without any additional muscle mass gain.

A creatina (Cr) é uma reserva de fosfato de alta energia, sendo a fonte mais rápida de restauração do ATP intracelular. O hormônios tireoideano participa de forma importante na manutenção da taxa metabólica, aumentando a síntese e consumo de ATP, por meio da regulação de diferentes genes-alvo. Neste sentido, avaliamos o efeitos do HT sobre a expressão gênica do transportador de Cr nos músculos esqueléticos e cardíaco de ratos. O tratamento com o hormônio regula estes processos, porém de forma distinta nos diferentes tipos de músculos. / Creatine (Cr) is a high-energy phosphate reservoir and the fastest source for intracellular ATP regeneration. The thyroid hormone plays a key role on the maintenance of basal metabolic rate, increasing the synthesis and the degradation of ATP through regulation of target-genes. In this study, we explore the effects of thyroid hormone on Cr transporter gene expression and regulation of intracellular pool of Cr in skeletal and cardiac muscles in rats. The hormone can regulate these processes in distinct ways in different muscle types.

Com o envelhecimento observa-se redução da massa muscular, aumento da resistência à insulina e queda nos níveis séricos de alguns hormônios, entre eles o DHEA. Ratos com 12-14 meses de idade apresentam regulação músculo-específica em vias da insulina e IGF 1 em músculos com populações distintas de tipos de fibras e como indicador de sarcopenia apresentam redução da proporção e tamanho de fibras tipo 2b. Dose única de DHEA não modula as vias da insulina e IGF 1 no músculo esquelético e reduz tamanho de fibras tipo 1 no EDL. / Reductions in skeletal muscle mass, increased insulin resistance, and decrements in several hormones serum levels, including DHEA, are features observed in aging. Twelve to fourteen months old rats present specific regulation in the insulin and the IGF-1 intracellular pathway in distinct skeletal muscle fiber composition and show reductions in size and proportion of muscle composed predominantly by fiber type 2. DHEA treatment had no effect in these intracellular pathways but induces reduction in the size of type 1 fiber in the EDL muscle.

O estudo investigou a participação do sistema nervoso simpático ß-adrenérgico sobre a regulação da expressão gene do GLUT4 em músculo vermelho (sóleo) e branco (EDL) no jejum. Foram estudados ratos alimentados livremente, jejuados por 48 horas e sob bloqueio ß1/ß2 ou bloqueio ß1/ß2/ß3 ou sob estímulo ß1/ß2/ß3-adrenérgicos. Os músculos sóleo e EDL foram analisados por Northern e Western Blotting. O jejum diminuiu o peso dos animais, a glicemia, a insulinemia, e aumentou concentração de ácidos graxos livres (AGL). O bloqueio ß1/ß2 aumentou a insulinemia, o bloqueio ß1/ß2/ß3 reduziu a glicemia e o estímulo ß1/ß2/ß3 aumentou AGL. O jejum aumentou mRNA do GLUT4 no sóleo e EDL, os bloqueios ß-adrenérgicos reduziram o mRNA no sóleo e EDL, e o estímulo ß aumentou o mRNA somente no sóleo. O jejum aumentou a proteína GLUT4 no sóleo e nos tratamentos somente reduziu com o bloqueio triplo, no EDL. O jejum aumentou a expressão do gene do GLUT4 em músculo esquelético. A atividade simpática ß-adrenérgica é fundamental para aumentar a expressão do GLUT4 no sóleo e manter no EDL. / The study investigated the participation of ß-adrenergic sympathetic nervous system in the regulation of GLUT4 gene expression in red (soleus) and white (EDL) muscles during fasting. Rats were fasted for 48hours and treated with ß1/ß2-adrenoceptors antagonist or ß1/ß2/ß3-adrenoceptors antagonist or ß1/ß2/ß3-adrenoceptors agonist. Soleus and EDL muscles were analyzed by Northern and Western Blotting. Fasting decreased body weight, glycemia, insulinemia, and increased non esterified free fatty acids (NEFA). The insulinemia increased with ß1/ß2 blockade, glycemia decreased with triple blockade, NEFA increased with ß stimulus. The GLUT4 mRNA increased in soleus and EDL after fasting, and it decreased in soleus and EDL after ß1/ß2 blockade and triple blockade, and increased in soleus after ß stimulus. GLUT4 protein increased in soleus of fasted rats, and decreased with triple blockade in EDL. Fasting increased GLUT4 gene expresion in skeletal muscle. The ß-adrenergic sympathetic activity is essencial to increase GLUT4 expression in soleus and to preserve it in EDL.

O ATP é a moeda corrente de energia no organismo, sendo indispensável para a manutenção da homeostase celular. A fosfocreatina é a fonte mais rápida de regeneração do ATP, através da ação da enzima creatina quinase (CK). O presente estudo tem como objetivo avaliar os efeitos da suplementação de curto prazo com creatina (Cr) sobre parâmetros da função muscular em ratos, além de alterações celulares e moleculares que auxiliem na compreensão de tais efeitos. A suplementação com Cr promoveu uma atenuação da fadiga em todos os músculos analisados. A expressão proteica do GH na hipófise dos animais suplementados encontrou-se reduzida, assim como a expressão gênica do IGF-I hepático. No músculo, O IGF-I teve sua expressão aumentada. Houve hipertrofia das fibras musculares tipo I e aumento na proporção de fibras tipo II no sóleo. O conteúdo muscular de espécies reativas de oxigênio mostrou-se reduzido no grupo Cr. Ensaios cell free apontam para uma ação direta da molécula de Cr sobre o radical superóxido. Assim, os efeitos observados podem se dever a uma ação antioxidante da Cr, que muito se assemelha à resposta observada quando animais são tratados com N-acetil-cisteína, um potente antioxidante. / The ATP is the energy unit of currency in the body and is indispensable for the maintenance of cellular homeostasis. Phosphocreatine is the fastest source for ATP regeneration, catalyzed by creatine kinase (CK). This study aims to evaluate the effects of short-term creatine (Cr) supplementation upon muscular functional parameters and cellular and molecular alterations that could explain such effects. Cr supplementation promoted an attenuation of muscle fatigue. GH protein expression was reduced in supplemented animals, as well as IGF-I mRNA in the liver, but not in muscle, where its expression was stimulated by Cr. Muscle fibers of soleus were hypertrophied and the type II fiber content was augmented. The muscular content of oxygen reactive species was lower in Cr group. Cell free experiments show a direct scavenger action of Cr on superoxide anion. Thus, the effects could result from a antioxidant properties of Cr. These effects was similar to that observed when N-Acetyl-Cysteine (a potent antioxidant) was administered to adult rats prior to intense contractile activity.

A interleucina-6 (IL-6) é uma citocina com dupla função na sensibilidade à insulina. O objetivo desse estudo foi investigar o efeito da IL-6 durante 1 e 24 horas no metabolismo de células musculares resistentes à insulina. Em células de indivíduos saudáveis, 1 hora de exposição à IL-6 aumentou a síntese de glicogênio e a captação de glicose além de pJAK2 e pSTAT3, mas não em células de diabéticos tipo 2. Diferentemente, a IL-6 aumentou a oxidação de ácido graxo em ambos os grupos. Por outro lado, em células musculares da linhagem L6, a IL-6, em 24 horas, reduziu a síntese de glicogênio e a captação de glicose em condições normais, mas não em células resistentes à insulina. Além de reduzir pJak2, pStat3 e pAkt. A IL-6 aumentou oxidação de ácido graxo e pACC em ambos os grupos. Sendo assim, células musculares resistentes à insulina apresentam uma resposta alterada ao efeito da IL-6. Nessas células, o efeito dessa citocina está abolido no metabolismo de carboidratos mas permanece efetivo no lipídico. / Interleukin-6 (IL-6) is a cytokine with a dual role in modulating insulin sensitivity. The aim of this study was to investigate the effect of IL-6 exposure for 1 hour and 24 hours on metabolism of insulin-resistant skeletal muscle cells. In muscle cells from healthy subjects, 1 hour of exposure to IL-6 increased glycogen synthesis, glucose uptake, pJAK2 and pSTAT3, which were not observed in muscle cells of type 2 diabetic subjects. In contrast, IL-6 increased fatty acid oxidation in cells from both groups. On the other hand, in skeletal muscle cell line L6, IL-6 for 24 hours reduced glycogen synthesis and glucose uptake in normal conditions, which were not observed in insulin-resistant L6 cells. In addition, pJak2, pStat3 and pAkt were reduced in insulin-resistant cells. In contrast, IL-6 increased fatty acid oxidation and pACC in both groups. Therefore, insulin resistant skeletal muscle cells have an altered response to the effect of IL-6. On these cells, the effect of IL-6 is abolished on carbohydrate metabolism, while remaining effective on lipid metabolism.

O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos do palmitato (16:0) e palmitoleato (16:1 <font face=\"Symbol\">w7) sobre o metabolismo e sobre a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) em músculos sóleos de ratos. Os músculos foram incubados durante 1 ou 4 horas com 500 <font face=\"Symbol\">mM de palmitato (PA) ou palmitoleato (PO) ou 30 <font face=\"Symbol\">mM do antioxidante ebselen (Eb). A produção de H2O2 foi mensurada pelo método de oxidação da sonda Amplex<font face=\"Symbol\">&#210; e a captação de glicose foi avaliado por meio da captação de 2-desoxi-[2,6-3H]-D-glicose. O PA aumentou a produção de H2O2 e a captação de glicose após 1 hora de incubação e estes efeitos foram abolidos pelo antioxidante Eb. O PO não alterou esses parâmetros. Após 4 horas, o PA reduziu a captação de glicose e este efeito foi abolido pelo Eb. O PO não alterou a captação de glicose. O tratamento com estes ácidos graxos não alterou o metabolismo de proteínas. Tais resultados sugerem que o aumento na produção de H2O2 está envolvido na regulação do metabolismo de glicose em músculo sóleo. / The objective of this study was to investigate the effects of palmitate (16:0) and palmitoleate (16:1 <font face=\"Symbol\">w7) on the metabolism and the production of hydrogen peroxide (H2O2) in soleus muscles of rats. The muscles were incubated for 1 or 4 hours with 500 <font face=\"Symbol\">mM palmitate (PA) or palmitoleate (PO) or 30 <font face=\"Symbol\">mM of the antioxidant ebselen (Eb). The production of H2O2 was measured by the Amplex<font face=\"Symbol\">&#210; oxidation method and glucose uptake was assessed by uptake of 2-deoxy-[2,6-3H]-D-glucose. PA increased production of H2O2 and glucose uptake after 1 hour of incubation and these effects were abolished by Eb antioxidant. The PO did not alter these parameters. After 4 hours, PA decreased glucose uptake and this effect was abolished by Eb. PO did not alter glucose uptake. Treatment with these fatty acids did not affect protein metabolism. These results suggest that the increased production of H2O2 is involved in the regulation of glucose metabolism in soleus muscle.

Parece ser consenso na literatura que as crianças asmáticas apresentam capacidade física reduzida, mas existem poucos estudos comparando a capacidade aeróbia de crianças asmáticas com não asmáticas. Além disto, estudos com pacientes pneumopatas crônicos têm demonstrado que eles apresentam fraqueza da musculatura periférica que parece contribuir para a redução na capacidade de exercício. Até o presente momento desconhecemos estudos que tenham avaliado força muscular periférica em crianças asmáticas. Em vista disto, o objetivo deste estudo foi avaliar a força e a resistência muscular periférica assim como a capacidade aeróbia em crianças com asma persistente leve e grave. Foram avaliadas 60 crianças com idade entre 8 e 15 anos, divididas em 3 grupos: asma persistente leve (APL), asma persistente grave (APG) e não asmáticas (controle) (n=20 cada). Estudo transversal e controlado que avaliou a força (teste de 1RM) e a resistência muscular periférica (teste com 50% de 1RM), a capacidade aeróbia máxima (VO2pico), a função pulmonar e fatores de saúde relacionados à qualidade de vida. A força e a resistência muscular foram avaliadas utilizando os exercícios de leg-press (perna), chest-press (peitorais) e remada (dorsais). Nossos resultados mostraram que os 3 grupos eram similares com relação à idade e IMC (p>0,05). As crianças com asma persistente leve e grave apresentaram menor função pulmonar quando comparadas com grupo controle (p<0,01). O grupo com asma persistente grave apresentou menor capacidade aeróbia (VO2pico) e resistência muscular de membros inferiores somente quando comparado ao grupo Controle (p<0,05). A força nos 3 grupos musculares avaliados (perna, peitoral e dorsal) foi similar. A resistência muscular da perna estava reduzida no grupo APG (p<0,05), porém não foram encontradas diferenças nos músculos peitorais e dorsais. Foi avaliada a associação da perda na resistência muscular de membros inferiores com a capacidade aeróbia e com o consumo de corticóides inalatórios e não foi verificada qualquer relação (p>0,05). Nossos resultados sugerem que crianças com asma persistente grave apresentam redução da resistência muscular de pernas e da capacidade aeróbica e que isto deve ser considerado na elaboração de um programa de condicionamento físico para estes pacientes / It has been assumed in the literature that asthmatic children have lower exercise capacity, however there are few studies comparing aerobic capacity of asthmatic children with non-asthmatic. Beside that, studies in patients with chronic pulmonary disease have showing that they present a peripheral muscle weakness and it seems to contribute to patients exercise intolerance. Until the present moment we are not aware of any study evaluating peripheral muscle strength in asthmatic children. The present study aimed to evaluate strength and endurance of peripheral muscle, as well as aerobic capacity, of children with mild and severe persistent asthma. Forty children with mild or severe persistent asthma (n=20 each) and 20 non-asthmatic (Control group) were evaluated. The present transversal controlled study evaluated muscle peripheral strength (1RM) and endurance (50%1RM), aerobic capacity (VO2peak), pulmonary function and factors related to quality of life. The muscular strength and endurance was evaluated through the exercises of leg-press (lower muscle), chest-press and row (upper muscle). Our results show that age and IMC were similar in 3 groups (p>0.05). Patients with persistent asthma (mild and severe) had lower pulmonary function than Control group (p<0.01). The severe persistent asthma group presented lower peakVO2 and leg muscle endurance only when compared with Control group (p<0.05). Upper and lower muscle strength was preserved in children either with mild or severe asthma. Muscle endurance was reduced in leg in group APG (p<0.05), but not in pectoral and dorsal muscles. At last, we observed that the lower muscle endurance weakness was not associated with either reduction in peakVO2 or corticosteroid consumption in asthmatics patients. Our results suggest that severe persistent asthmatic children have reduced leg muscle endurance and lower aerobic capacity and we understand that it must be considered in the elaboration of a program of physical conditioning for these patients

Recentemente foi demonstrado que na insuficiência cardíaca (IC), a via final das doenças circulatórias e a maior causa de internação em idosos no Brasil, os danos morfo-funcionais da musculatura esquelética representam um preditor independente de mortalidade. Por outro lado, é conhecido que o treinamento físico aeróbico previne o aparecimento desses prejuízos, que potencialmente podem ter relação com alterações no transporte intracelular de Ca2+. Nesse sentido, o objetivo principal do presente estudo foi avaliar o efeito da IC e do treinamento físico aeróbico na IC em relação à função da musculatura esquelética, à expressão de proteínas que transportam Ca2+ no sóleo e no plantar (DHPR&alpha;1, DHPR &alpha;2, DHPR &beta;1, RYR, NCX, SERCA 1, SERCA 2, parvalbumina) e à atividade da via proteolítica dependente deste íon nestes músculos (calpaína e calpastatina). Foram utilizados camundongos machos C57B7/6J controle e com inativação dos genes para os receptores &alpha;2A e &alpha;2C adrenérgicos com 7 meses de idade, quando estes apresentam IC induzida por hiperatividade simpática e 50% de mortalidade. A função muscular foi avaliada pelos testes de deambulação e resistência à inclinação. Tanto a expressão protéica como a atividade proteolítica foram avaliadas por Western blot. Os animais com IC apresentaram disfunção muscular, prejuízos nas proteínas relacionadas ao transiente de Ca2+ tanto no sóleo como no plantar, além de alterações na via proteolítica dependente deste íon em relação aos controle. O treinamento físico, por sua vez, preveniu o aparecimento dessas alterações funcionais e moleculares nos animais com IC. Em conclusão, o treinamento físico aeróbico mostrou-se uma terapia efetiva para a síndrome / Heart failure (HF) is a clinical syndrome with poor prognosis characterized by exercise intolerance, early fatigue and skeletal muscle myopathy, which has been considered an independent predictor of mortality. Conversely, aerobic exercise training prevents skeletal muscle dysfunction, which might be related to altered intracellular Ca2+ handling. Therefore, we tested whether HF would lead to alterations in skeletal musculature function related to changes in Ca2+ handling proteins expression (DHPR&alpha;1, DHPR &alpha;2, DHPR &beta;1, RYR, NCX, SERCA 1, SERCA 2, parvalbumin) and activity of the Ca2+-dependent proteolysis (calpain and calpastatin) in soleus and plantaris muscles. The potential role of exercise training in preventing Ca2+ handling alterations was also studied. Male wild type and &alpha;2A e &alpha;2C adrenoceptor knockout (KO) mice on a C56BL/6J genetic background were studied at 7 months of age, when KO mice display HF and skeletal muscle myopathy associated with sympathetic hyperactivity and 50% of mortality. KO mice displayed skeletal muscle dysfunction paralleled by altered Ca2+ handling protein expression and Ca2+- induced proteolysis in both soleus and plantaris. Interestingly, exercise training prevented skeletal muscle dysfunction and Ca2+-induced proteolysis in both soleus and plantaris. Collectively, we provide evidence that improved net balance of Ca2+ handling proteins and decreased Ca2+-induced proteolysis upon exercise training is, at least in part, a compensatory mechanism against skeletal muscle myopathy of sympathetic hyperactivity-induced HF