Utilizando Análise Espectral (FFT) para quantificar a variabilidade autonômica no animal intacto, analisamos pressão arterial, intervalo de pulso (IP) e fluxo sangüíneo no repouso e no exercício, em ratos normotensos (WKY) e hipertensos (SHR), sedentários (S) ou treinados (T), após pré-tratamento do NTS/DMV com veículo e antagonista de ocitocina (OTant). As principais alterações foram relacionadas à freqüência cardíaca (FC) e ao IP: bradicardia de repouso em WKYT e SHRT; aumento na resposta taquicárdica do exercício após OTant apenas nos WKYT. No repouso, os SHR apresentaram queda da variância do IP com diminuição dos componentes de baixa (LF-simpático) e alta (HF-vago) freqüências, corrigidas pelo T. No exercício houve queda dos componentes espetrais do IP nos grupos experimentais, exceto o HF que não diminuiu nos WKYT. OTant no NTS/DMV reduziu o HF dos SHRT no repouso e exercício; a ausência da queda do HF nos WKYT foi abolida. Resultados indicam a importância da ocitocina agindo sobre o vago na modulação da FC basal e da taquicardia do exercício apenas em T. / Using Spectral Analysis (FFT) to quantify the autonomic variability in intact animal, we analyzed blood pressure, pulse interval (PI) and blood flow at rest and during exercise, in normotensive (WKY) and hypertensive (SHR) rats, sedentary (S) or trained (T), after solitary vagal complex (NTS/DMV) pre-treatment with vehicle and oxytocin antagonist (OTant). The main changes were related to heart rate (HR) and PI: rest bradycardia in WKYT and SHRT; increased exercise tachycardia after OTant only in WKYT. At rest, SHR presented a fall of in PI variance with decreased low (LF-simpathetic) and high (HF-vagal) frequencies components that were normalized by T. During exercise, the spectral components decreased in the experimental groups, except HF unchanged in WKYT. OTant into the NTS/DMV reduced the HF of the SHRT at rest and exercise; the absence of the fall in HF of WKYT was abolished. Results indicate the importance of oxytocin acting on vagus in the modulation of basal HR and exercise tachycardia only in T rats.

A atrofia está associada ao aumento da degradação protéica em doenças sistêmicas, sendo o sistema proteolítico ubiquitina proteassoma (SUP) uma das principais vias envolvidas. Contudo, pouco é conhecido sobre a contribuição do SUP à atrofia desencadeada pela insuficiência cardíaca (IC). Sabendo dos benefícios do treinamento físico aeróbico (TFA) e que os mecanismos moleculares envolvidos na atrofia na IC ainda não estão esclarecidos, nessa dissertação investigamos: 1) a contribuição do SUP para a atrofia associada à IC em 2 modelos experimentais: um modelo genético de camundongos com hiperatividade simpática (HS), e um modelo de infarto do miocárdio (IM) em ratos e 2) o efeito do TFA sobre a atrofia associada à IC e sobre o SUP. Na HS verificamos aumento da expressão das E3 ligases, da deubiquitinase USP28, das proteínas ubiquitinadas e da atividade do proteassoma no sítio quimiotripsina, sendo que o TFA reduziu a expressão dos componentes alterados. No IM, observamos disfunção cardíaca não associada à IC, porém, com aumento da expressão de Atrogin-1; enquanto o TFA não produziu efeitos significantes. Dessa forma, os dados sugerem a participação do SUP na atrofia desencadeada pela IC na HS e, que o TFA previne a atrofia por reduzir a expressão/atividade de alguns componentes do SUP; e, que no IM, o aumento da expressão de Atrogin-1 precedeu a perda de massa muscular / Skeletal muscle atrophy is associated with increased protein degradation in systemic diseases, which seems to be mainly related to ubiquitin-proteasome system (UPS). However, little is known about UPS contribution to the heart failure-induced muscle atrophy (HF-MA). Likewise, aerobic exercise training (AET) has been established as an adjuvant therapy for HF and molecular mechanisms underlying HF-MA has not been clarified yet. The objectives of the study were: 1) to verify UPS contribution for HF-MA in 2 experimental models: sympathetic hyperactivity-induced HF (α2A/α2CARKO) in mice, and myocardial infarction model (MI) in rats and 2) AET effects on HF-MA and UPS. In α2A/α2C ARKO mice, we observed activation of UPS characterized by increased mRNA levels of E3 ligases Atrogin-1 and E3-a, deubiquitinating enzyme USP28, increased levels of ubiquitinated proteins and chymotrypsin-like proteasome activity. AET prevented HF-MA in the α2A/α2C ARKO by reducing of UPS activity. In MI model, rats displayed cardiac dysfunction and exercise intolerance with no signs of atrophy. However, Atrogin-1 mRNA and protein levels were increased. Therefore, alterations in Atrogin-1expression might precede atrophy and HF in this model. In conclusion, our data provide evidence for skeletal muscle anti-atrophic effect upon AET in α2A/α2C ARKO that is related, at least in part, to a reduced UPS

A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) consiste na alteração morfofisiológica do fígado decorrente do acúmulo de lipídios nos hepatócitos. O desenvolvimento de DHGNA pode estar associado à obesidade e o diabetes tipo 2, e um dos possíveis mecanismos mediadores é a hiperatividade da alça ECA/Ang II/AT1 do sistema renina angiotensina (SRA). Por outro lado, evidências mais recentes mostraram que a ativação da alça ECA2/Ang 1-7/Mas do SRA age na direção oposta, podendo atenuar as manifestações clínicas das doenças metabólicas. O treinamento físico aeróbio (TFA) tem sido amplamente recomendado para a prevenção e o tratamento de doenças metabólicas, inclusive da DHGNA, e parte das respostas benéficas podem estar associadas com a melhora do metabolismo oxidativo. Assim, o objetivo desse estudo foi investigar se a prevenção da DHGNA por meio do TFA é mediada pela melhora do metabolismo hepático associada à ativação da alça do SRA ECA2/ Ang1-7/ Mas. Para isso, camundongos C57BL/6 foram separados em grupos (n=10/grupo) sedentários (SED) alimentados com dieta normocalórica (NO) ou de cafeteria (CAF) (SED-NO e SED-CAF, respectivamente) e submetidos ao TFA alimentados com dieta NO ou CAF (TF-NO e TF-CAF, respectivamente). O grupo SED-CAF apresentou maior ganho de peso corporal, conteúdo de lipídios e de IL-6 no fígado, e o TFA previniu esses aumentos no grupo TF-CAF. Não houve diferença na concentração sérica das enzimas ALT e AST, na expressão de genes relacionados com o metabolismo lipídico e na expressão das proteínas AMPK, PGC1- , SIRT-1, ACC e receptor Mas no fígado. Os grupos TF-NO e TF-CAF apresentaram maior atividade da ECA2 no soro comparados ao SED-NO e SED-CAF, porém a atividade da ECA2 e o conteúdo do peptídio Ang1-7 não foram diferentes entre os grupos. O TF-NO apresentou menor atividade da enzima ECA no fígado comparado ao grupo TF-CAF. Coletivamente, os dados obtidos permitem afirmar que o TFA preveniu a DHGNA evidenciado pelo menor conteúdo de lipídios e citocina pró-inflamatória IL-6, no entanto, essa resposta foi independente de mudanças na expressão de genes e de proteínas reguladoras do metabolismo hepático associada à alça do SRA ECA2/ Ang1-7/ Mas / Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) consists in the morphophysiological alteration of the liver due to the accumulation of lipids in the hepatocytes. The development of NAFLD may be associated with obesity and type 2 diabetes, and one of the possible mediating mechanisms is the hyperactivity of the ACE/Ang II/AT1 axis of the renin angiotensin system (RAS). On the other hand, evidence have shown that the activation of the ACE2/Ang 1-7/Mas have opposite effect, being able to attenuate clinical manifestations of the metabolic diseases. Aerobic physical training (APT) has been widely recommended for the prevention and treatment of metabolic diseases, including NAFLD, and some of the beneficial responses may be associated with improved oxidative metabolism. Thus, the aim of this study was to investigate whether the prevention of NAFLD by APT is mediated by the improvement of the metabolism associated with the activation of the RAS ACE2/Ang1-7/Mas axis. For this, C57BL/6 mice were separated into sedentary groups (SED) fed normocaloric (NO) or cafeteria (CAF) diet (SED-NO and SED-CAF, respectively) and trained with APT fed NO or CAF diet (TF-NO and TF-CAF, respectively). The SED-CAF group presented higher body weight gain, lipid and IL-6 content in the liver, and APT prevented these increases in the TF-CAF group. No differences were observed in the concentration of ALT and AST enzymes, in the expression of genes related to lipid metabolism and in the expression of AMPK, PGC1- , SIRT-1, ACC and receptor Mas in the liver. TF-NO and TF-CAF groups had higher serum ACE2 activity compared to SED-NO and SED-CAF, however ACE2 activity and Ang1-7 content were not different among groups. TF-NO showed lower ACE activity in the liver compared to the TF-CAF group. Collectively, the results showed that APT prevented NAFLD evidenced by the lower lipid content and pro-inflammatory cytokine IL-6, however, this response is independent of changes in gene expression and in hepatic metabolism regulatory proteins expression associated with the SRA ACE2/Ang1-7/Mas axis

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-03-31T13:43:43Z No. of bitstreams: 1 santiagotavarespaes.pdf: 1214222 bytes, checksum: 624191b9f520fa9270585bbfc50073f4 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T02:57:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santiagotavarespaes.pdf: 1214222 bytes, checksum: 624191b9f520fa9270585bbfc50073f4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T02:57:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santiagotavarespaes.pdf: 1214222 bytes, checksum: 624191b9f520fa9270585bbfc50073f4 (MD5) Previous issue date: 2013-12-11 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo objetivou: 1) Verificar se o procedimento da adrenodemedulação contribui para potencializar o efeito da dieta rica em carboidratos simples no desenvolvimento da obesidade; 2) Comparar os efeitos do exercício físico crônico, iniciado aos 35 dias de vida, sobre a glicemia e colesterol total de ratos obesos e controles adrenodemedulados ou falso operados; 3) Avaliar se a diminuição do conteúdo das catecolaminas exerce influência no desempenho físico. Os animais foram distribuídos em 2 grupos controles e obesos, e divididos em 4 subgrupos falso operados e adrenodemedulados, exercitados ou sedentários. A indução da obesidade pelo consumo de ração rica em carboidrato iniciou-se aos 21 dias de vida e a adrenodemedulação ocorreu aos 22 dias de vida. O protocolo de exercício físico realizado foi o de corrida em esteira com intensidade e volume incrementais, durante 8 semanas, 5 vezes por semana. Os animais foram eutanasiados aos 92 dias de vida. Avaliou-se o consumo alimentar, peso corporal, índice de Lee, gorduras perigonadal e retroperitoneal, catecolaminas, teste de esforço, glicemia e colesterol. Na análise inferencial, foi realizada uma análise de variância (ANOVA) de três fatores com o intuito de testar os efeitos da dieta, adrenodemedulação e treinamento físico sobre as variáveis dependentes, seguido da ANOVA de um fator para comparar a diferença entre essas variáveis. Os animais com obesidade induzida por dieta rica em carboidratos apresentaram valores de consumo alimentar mais elevados que os animais controles, o que culminou num aumento 25% maior de peso corporal cujo reflexo foi observado pelo índice de Lee mais elevados que os animais com dieta padrão; essas diferenças foram independentes da adrenodemedulação. Ademais, tanto os valores de gordura perigonadal e retroperitoneal quanto glicemia e colesterol total se mostraram aumentados nos animais obesos, sendo que, para essas variáveis a adrenodemedulação mostrou-se capaz de influenciar significativamente no potencial aumento dos valores apresentados. Por outro lado o treinamento físico mostrou-se capaz de atenuar tais valores. As catecolaminas dos animais adrenodemedulados mostraram-se aproximadamente 100 vezes mais baixas que os grupos falso operados, dado que demonstra a efetividade da cirurgia; entretanto, o desempenho no teste de esforço dos animais adrenodemedulados não se mostrou diferente de seus pares falso operados, exercitados ou não. Portanto, concluímos que a variável desempenho físico não parece ter sido influenciada pela presença das catecolaminas adrenais. Além disso, sugerimos que a dieta rica em carboidratos quando associada à ausência das catecolaminas adrenais promove maior adiposidade em ratos. O treinamento físico atenua a composição corporal, glicemia e colesterol total independentemente da dieta. Contudo, a adrenodemedulação parece impedir uma redução mais pronunciada dos níveis de glicemia e colesterol. / The present study aimed to: 1) Verify if the adrenaldemedullation procedure contributes to potentiate the effect of high-sugar diet during the development of obesity; 2) Compare the effects of chronic exercise, initiated at 35 days of life on blood glucose and total cholesterol of obese and controls sham or adrenaldemedullated rats; 3) Evaluate if the lack of adrenal catecholamine influences physical performance. Animals were distributed into 2 groups of obese and lean rats, and then divided into 4 subgroups sham and adrenaldemedullated, exercised or sedentary. At 21 days old, obesity was induced by high-sugar diet and, adrenaldemedullation was performed at 22 days of life. Exercise protocol performed was treadmill running with incremental intensity and volume, 5 times a week during 8 weeks. Animals were euthanized at 92 days and it were evaluated food intake, body weight, Lee index, retroperitoneal and perigonadal fat pads, total adrenal catecholamine content, performance test, blood glucose and total cholesterol. It was used three-way ANOVA to test the effects of diet, exercise training and adrenaldemedullation on dependent variables followed by one-way ANOVA to compare the difference among variables. High-sugar diet obese groups presented higher values of food intake than control animals, resulting in an increase of 25 % on body weight and higher Lee Index independent of adrenaldemedullation. Moreover, retroperitoneal and perigonadal fat pad, blood glucose and total cholesterol values were enhanced in high-sugar obese animals and potentiated by adrenaldemedullation. On the other hand, physical training was able to attenuate those parameters. Adrenaldemedullated rats, control and obese ones, showed 100 times lower adrenal catecholamine than sham groups, which demonstrates the effectiveness of the surgery. Therefore, the variable physical performance does not appear to be influenced by the presence of adrenal catecholamine. Moreover, we suggest that the high-carbohydrate diet when associated to the absence of adrenal catecholamines promotes greater adiposity in rats. Physical training reduces body composition, blood glucose and total cholesterol levels regardless of diet. However, adrenaldemedullation seems to prevent a more pronounced reduction of blood glucose and cholesterol on trained rats.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-04-10T11:49:43Z No. of bitstreams: 1 viniciusmoreiragoncalvescosta.pdf: 1203780 bytes, checksum: 236161fb3c437d13376ef5804ad9257c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-04-10T11:54:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 viniciusmoreiragoncalvescosta.pdf: 1203780 bytes, checksum: 236161fb3c437d13376ef5804ad9257c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T11:54:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 viniciusmoreiragoncalvescosta.pdf: 1203780 bytes, checksum: 236161fb3c437d13376ef5804ad9257c (MD5) Previous issue date: 2018-03-08 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Os dados estatísticos de prevalência e incidência de sobrepeso/obesidade vem aumetando ao longo dos anos e atinge milhões de pessoas ao redor do mundo, tornando-se assim, umas das grandes epidemias do século XXI. A globalização e o aumento na disponibilidade de alimentos mais palatáveis e ricos em gordura saturada, somados ao estilo de vida sedentário, contribuem diretamente no desenvolvimento dessa condição. Estudos demonstram que alterações nutricionais durante fases críticas do desenvolvimento infantil, como a lactação, estão associadas ao desenvolvimento de obesidade, alterações metabólicas, doenças cardiovasculares, problemas respiratórios e diabetes. Além disso, o sobrepeso/obesidade pode influenciar na função reprodutiva da população, gerando malformações fetais, infertilidade, assim como morte materna e fetal. Considerando o exercício físico como fator primário no combate ao sobrepeso/obesidade, pretendeu-se avaliar se o exercício físico, em diferentes intensidades, é capaz de influenciar na saúde reprodutiva de indivíduos com sobrepeso/obesos. Foram utilizadas 40 ratas Wistar provenientes de ninhadas padrão (NP=10 filhotes/mãe) e de ninhadas reduzidas (NR=4 filhotes/mãe) que promoveram o sobrepeso/obesidade. Os animais foram treinados durante oito semanas em protocolos de intensidade moderada (Endurance) e intervalar de alta intensidade (Hiit), acasalados aos 90 dias de vida e eutanasiados no 20o dia de gestação. As variáveis metabólicas, bioquímicas e reprodutivas foram coletadas e analisadas. Os animais dos grupos superalimentados treinados Endurance e Hiit apresentaram redução significativa das médias de peso, consumo, índice de tolerância à insulina e de determinados parâmetros bioquímicos e reprodutivos analisados quando comparados com o grupo superalimentado sedentário. Porém, não houve diferenças significativas com relação ao comprimento nasoanal; peso relativos de órgãos; gorduras retroperitoneal e perigonadal; além do teste de tolerância oral à glicose; índices de gestação, implantação e reabsorção fetal; e demais análises fetais nos grupos estudados. Concluiu-se que o treinamento físico, em suas diferentes intensidades, não foi capaz de melhorar significativemente a capacidade reprodutiva desses animais, entretanto, foi eficiente em promover redução do peso, consumo, sensibilidade à insulina e de determinados parâmetros bioquímicos de animais superalimentados durante a fase lactente. Além disso, o exercício Endurance se mostrou mais eficiente no controle das variáveis descritas acima, quando comparado ao exercício Hiit. / Statistical data of incidence and prevalence of Overweight/obesity have been growing over the years and this condition affects millions of people around the world, making it one of the great epidemics of the 21th century. Globalization and the increase in the availability of more palatable foods rich in saturated fat, added to the sedentary lifestyle, contribute directly to the development of this condition. Studies show that nutritional changes during critical stages of childhood development, such as lactation, are associated with the development of obesity, metabolic disorders, cardiovascular diseases, respiratory problems and diabetes. In addition, overweight/obesity can influence the reproductive function of the population causing fetal malformations, infertility, as well as maternal and fetal death. Considering physical exercise as a primary factor against overweight / obesity, we intend to evaluate whether physical exercise, in different intensities, is capable of influencing the reproductive health of overweight/obese individuals. Forty Wistar rats from normal litters (NL = 10) and small litters (SL = 4) were used and overweight/obesity was induced by litter reduction. The animals were trained for 8 weeks in protocols (Endurance and Hiit), mated at 90 days of age and euthanized on the 20th day of gestation. Metabolic, biochemical and reproductive datas were collected and analyzed. The animals of the overfeed groups trained Endurance and Hiit showed reduction with significant differences in body weight, consumption, insulin tolerance test and in some biochemical e reproductive parameters analyzed when compared to the control groups. However, there were no significant differences regarding nasoanal distance, relative organ weight, retroperitoneal and perigonadal fats, as well as oral glucose tolerance test, gestation index, implantation and fetal resorption in the studied groups. It was concluded that the physical training, in its different intensities, was not able to improve significantly the reproductive capacity of these animals, however, it was efficient to promote weight reduction, consumption, insulin sensitivity and certain biochemical parameters of supercharged animals during the phase. In addition, the Endurance exercise was more efficient in controlling the variables, described above, when compared to the Hiit exercise.

Em quadros mais avançados da insuficiência cardíaca (IC), além do comprometimento do miocárdio, observa-se uma importante perda de massa muscular esquelética, a qual contribui para o mau prognóstico e orbimortalidade dos pacientes. As espécies reativas de oxigênio (ROS) parecem estar diretamente envolvidas no desenvolvimento e progressão da atrofia muscular em doenças crônico-degenerativas. De fato, já é sabido que a IC está associada ao estresse oxidativo na musculatura esquelética, o qual parece contribuir para o catabolismo proteico culminando em atrofia muscular na síndrome, apesar desta relação de causa e efeito ainda ser pouco investigada. No entanto, as fontes envolvidas na produção exacerbada de ROS na musculatura esquelética em ratos com infarto do miocárdio ainda não foram caracterizadas. Como a NADPH oxidase é um complexo enzimático especializado em produzir ROS, e sabendo que esta família de enzimas pró-oxidantes é ativada for agentes pró-inflamatórios e alguns agonistas de receptores acoplados à proteína G que estão aumentados na IC, na primeira parte do projeto de pesquisa testou-se a hipótese de que as NADPH oxidases estariam hiperativadas nos músculos plantar e sóleo de ratos submetidos ao infarto do miocárdio, contribuindo para um quadro de estresse oxidativo e consequente hiperativação do sistema proteolítico ubiquitina proteassoma (SUP), culminando assim na atrofia deste tecido. Para testar esta hipótese, ratos Wistar foram submetidos à cirurgia de infarto do miocárdio ou Sham e, quatro semanas pós-cirurgias, foram submetidos a oito semanas de tratamento com uma substância inibidora da NADPH oxidase (apocinina) ou placebo. Foram quantificados nos músculos plantar e sóleo: níveis de mRNA de componentes da família Nox da NADPH oxidase presentes no tecido muscular, bem como a atividade desse complexo enzimático; marcadores de estresse oxidativo; atividade de enzimas antioxidantes e concentração total de glutationa; níveis de mRNA de componentes do SUP e atividade do proteassoma; e o trofismo muscular (Subprojeto 1). A segunda parte deste projeto testou a hipótese de que o treinamento físico aeróbico (TFA) previniria a hiperativação das NADPH oxidases na musculatura esquelética de ratos submetidos ao infarto do miocárdio, contribuindo para uma diminuição do quadro de estresse oxidativo e menor ativação do SUP, prevenindo assim a atrofia deste tecido. Para testar esta hipótese, ratos Sham e infartados foram submetidos a oito semanas de TFA ou permaneceram sedentários (Subprojeto 2). As variáveis estudadas foram as mesmas relacionadas ao subprojeto 1. Os resultados do subprojeto 1 demonstraram que o infarto do miocárdio em ratos promove atrofia do músculo plantar desencadeada em parte pela ativação da NADPH oxidase, promovendo uma maior produção de ROS e consequente hiperativação do SUP. Além disso, o infarto do miocárdio promove atrofia do músculo sóleo, a qual também está associada a um aumento dos níveis de ROS e da atividade do proteassoma, porém independente da ativação da NADPH oxidase. Em relação ao subprojeto 2, nossos dados também demonstram que o TFA previne parcialmente a atrofia do músculo plantar de ratos infartados, prevenindo a hiperativação da NADPH oxidase e a hiperativação do SUP induzida pelo infarto do miocárdio. Essa intervenção não farmacológica também previne a atrofia do músculo sóleo dos ratos infartados associada à redução das ROS e à redução da hiperativação do SUP induzida pelo infarto do miocárdio, porém de forma independente da atividade do complexo enzimático NADPH oxidase. Dessa forma, concluímos que a NADPH oxidase está envolvida de maneira músculo-específica com a produção de ROS levando a ativação do SUP e à atrofia muscular associada ao infarto crônico do miocárdio. O TFA é capaz de prevenir a atrofia muscular esquelética induzida pelo infarto do miocárdio associada a redução das ROS em ambos os músculos estudados. No musculo plantar, esta resposta esta relacionada a uma redução na hiperativação do complexo enzimático NADPH oxidase, ressaltando a contribuição desse complexo para a geração de ROS em músculos glicolíticos de ratos infartados. O TFA consiste em importante ferramenta não farmacológica agindo na homeostase redox e proteica no musculo esquelético de ratos infartados / Although heart failure (HF) is a syndrome of cardiac origin, it promotes significant skeletal muscle atrophy in more advanced stages, which contributes to poor prognosis and increased mortality rate. Reactive oxygen species (ROS) seem to be directly involved in the development and progression of muscle atrophy in chronic degenerative diseases. In fact, HF is associated with skeletal muscle oxidative stress, which seems to contribute to protein catabolism and muscle atrophy. However, it is important to highlight that the sources involved in the exacerbated skeletal muscle ROS production in HF have not been characterized yet. NADPH oxidase enzyme complex is an important source of ROS production activated by proinflammatory cytokines and some G-protein-coupled receptors, which are increased in HF. Therefore, in the first part of the thesis, we tested whether NADPH oxidases would be overactivated in plantaris and soleus muscles of rats submitted to myocardial infarction, thus contributing to oxidative stress and consequent ubiquitin proteasome proteolytic system (UPS) hyperactivation, ultimately leading to muscle atrophy. To test this hypothesis, Wistar rats underwent myocardial infarction or Sham surgery and, four weeks post-surgery, rats underwent eight weeks of treatment with an NADPH oxidase inhibitor (apocynin) or placebo. It was quantified in plantaris and soleus muscles: mRNA levels of skeletal muscle-NOX family, as well as NADPH oxidase activity; oxidative stress markers; antioxidant enzymes activity and total glutathione concentration; mRNA levels of UPS components and proteasome activity; and muscle trophicity (Subproject 1). In the second part of the thesis we tested whether aerobic exercise training (AET) would prevent NADPH oxidases overactivity in plantaris and soleus muscles of rats submitted to myocardial infarction, thus decreasing oxidative stress and UPS hyperactivation, preventing skeletal muscle atrophy. To test this hypothesis, Sham and infarcted rats underwent eight weeks of AET or remained sedentary (Subproject 2). The variables studied were the same as in Subproject 1. The results of the subproject 1 demonstrated that myocardial infarction in rats induces plantaris muscle atrophy triggered in part by overactivation of NADPH oxidase promoting increased ROS production paralleled by UPS hyperactivation. Moreover, myocardial infarction induced soleus muscle atrophy, which was also associated with increased ROS levels and proteasome overactivity, but independently of NADPH oxidase activation. Regarding the subproject 2, our data showed that AET partially prevented plantaris muscle atrophy in infarcted rats, preventing myocardial infarction-induced NADPH oxidase hyperactivation and UPS hyperactivation. AET also prevented soleus muscle atrophy in infarcted rats, which was associated with a ROS levels reduction and prevention of myocardial infarction-induced UPS hyperactivation, but independently of NADPH oxidase activity. Collectively, our data give support for the involvement of NADPH oxidase as a source of ROS production leading to UPS activation and skeletal muscle atrophy associated with chronic myocardial infarction, however this occurs in a muscle specific pattern. AET prevents myocardial infarction-induced skeletal muscle atrophy and exacerbated ROS levels in both plantaris and soleus muscles. In plantaris muscle, this response is related to a prevention of NADPH oxidase hyperactivation, highlighting the contribution of this enzyme complex to ROS production in glycolytic muscles of infarcted rats. Finally, AET is an important nonpharmacologic tool acting in skeletal muscle redox and protein homeostasis of infarcted rats

Evidências na literatura demonstraram que o aumento da adiposidade confere maior suscetibilidade ao desenvolvimento de diabetes tipo 2, pois o tecido adiposo branco (TAB) atua na regulação da homeostasia energética e da sensibilidade à insulina através da sua atividade endócrina e de interações com reguladores neuroendócrinos. O treinamento físico aeróbio tem sido fortemente recomendado para a prevenção e tratamento do diabetes tipo 2, pois promove adaptações no metabolismo energético que contribuem diretamente para a melhora da resposta glicêmica e para o controle de peso corporal. Embora esteja claro na literatura o papel do treinamento físico contra o desenvolvimento de distúrbios no metabolismo da glicose e obesidade, uma lacuna de conhecimento ainda existe quando buscamos informações a respeito da participação metabólica do TAB na prevenção do diabetes tipo 2 através do treinamento físico aeróbio. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo testar a hipótese de que o efeito protetor do treinamento físico contra o desenvolvimento de diabetes tipo 2 é mediado por adaptações funcionais do TAB. Para isso, foram utilizados camundongos alimentados com dieta normocalórica e de cafeteria submetidos ou não ao treinamento físico aeróbio. O treinamento físico aeróbio foi eficaz para a prevenção do diabetes tipo 2, e essa resposta foi associada à menor adiposidade corporal resultante do aumento da lipólise e da capacidade oxidativa do TAB induzido pela maior ativação via da AMPK/ACC / Evidence in the literature have shown that increased adiposity confers greater susceptibility to developing type 2 diabetes and white adipose tissue (WAT) acts in the regulation of energy homeostasis and insulin sensibility through its endocrine activity and interaction with neuroendocrine regulators. Aerobic physical training has been strongly recommended for the prevention and treatment of type 2 diabetes because it promotes adaptations in the energy metabolism that contribute directly to the improvement of glycemic metabolism and body weight control. Although it is clear in the literature the role of physical training against the development of disturbances in the glucose metabolism and obesity, the role of WAT to prevent type 2 diabetes through physical training was poorly investigated. Thus, the present study aimed to test the hypothesis that the protective effect of physical training against the development of type 2 diabetes is mediated by functional adaptations of WAT. For this, we used mice fed with control or cafeteria diet and submitted or not to aerobic physical training. The physical training was effective for the prevention of type 2 diabetes, and this response was associated with lower body fat due to increased lipolysis and oxidative capacity of WAT induced by the activation of AMPK/ACC

A insuficiência cardíaca (IC) é a via final comum da maioria das cardiomiopatias e outras doenças do aparelho circulatório. Considerando a prevalência crescente e a morbimortalidade associada representa um importante problema de saúde pública. Em quadros mais avançados, além do comprometimento funcional, portadores de IC apresentam perda de massa muscular excessiva que pode culminar em caquexia cardíaca; condição que contribui para o mau prognóstico e a mortalidade aumentadas. A massa muscular é regulada pelo balanço entre estímulos anabólicos e catabólicos. A quinase Akt vêm sendo considerando uma importante quinase na regulação do crescimento muscular por controlar o anabolismo proteico. Dessa forma, ativadores da Akt (IGF-I e insulina), bem como proteínas alvo da sinalização da Akt (mTOR e GSK3) são importantes mediadores na manutenção da massa muscular e podem ser regulados por estímulos metabólicos, nutricionais e mecânicos. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a contribuição da via de sinalização IGF-I/Akt/mTOR na atrofia muscular desencadeada pela IC tanto em humanos quanto em modelo experimental, bem como o efeito do treinamento físico aeróbico (TFA). Nossos resultados demonstraram que em biópsias do vasto lateral de pacientes portadores de IC classe II houve redução na expressão de mRNA de todas as isoformas de IGF-I e na expressão das proteínas IGFBP-3, Akt1, GSK3, pGSK3Ser9, mTOR e tendência a redução na pmTORSer2448 (p=0,08) e aumento na pAMPKThr172. Esses resultados foram acompanhados pela redução no VO2 pico desses pacientes. O TFA de 12 semanas levou a um aumento não significativo na expressão de mRNA da isoforma IGF-I Ea (p=0,07) e IGF-I PAM (p=0,06). Também observou-se aumento na pAMPKThr172 e tendência a aumento na Akt1 (p=0,07) e mTOR (p=0,06). Em modelo experimental de IC, no músculo sóleo observou-se redução na expressão das proteínas IGF-I, PI3K, pAktSer473,pGSK3Ser9 e aumento da pAMPKThr172. O TFA de 8 semanas promoveu aumento na expressão do mRNA das isoformas de IGF-I Ea, Eb e IGF-I PAM, bem como na expressão das proteínas IGFI, PI3K, pAktSer473, pmTORSer2448 e redução na pAMPKThr172. O conjunto de alterações promovido pelo TFA foi associado à maior tolerância ao esforço físico e ganho no desempenho motor em Rota Rod, além de prevenir a atrofia muscular. Quando esses animais foram tratados com rapamicina, um inibidor farmacológico da mTOR, o efeito do TFA na prevenção da atrofia muscular foi abolido. Juntos, esses resultados apoiam a hipótese de que a via de sinalização IGF-I/Akt/mTOR está envolvida no reestabelecimento muscular na IC induzida pelo TFA / Heart failure (HF) is a common ultimate consequence for the most cardiomyopathies and other diseases from circulatory system. Due its growing prevalence and morbimortality is an important public-health problem. In more advanced cases, besides functional impairment, HF patients present an excessive skeletal muscle loss which can lead to cardiac cachexia; a condition associated to a poor prognostic and increased mortality. Skeletal muscle mass is regulated by the balance between anabolic and catabolic stimuli. Akt kinase, although involved with the protein synthesis pathway, is able to regulates the skeletal muscle growth via anabolism and catabolism control. An importante role in the skeletal muscle growing has been attributed to the Akt kinase due its ability to control protein synthesis. Thus, activators (IGF-I and insulin) as well as target proteins in the Akt signaling pathway (mTOR and GSK3) are important mediators in the skeletal muscle mass homeostasis being regulated by anabolic, nutritional and mechanic stimuli. Therefore, the aim of the presente study was to evaluate the contribution of IGF-I/Akt/mTOR contribution to the muscle atrophy induced by HF in humans and mice. Additionally, the effect of aerobic exercise training were evaluated. Our data demonstrated that in biopsies obtained in the vastus lateral from class II IC patients occurred a reduction in the expression of all the forms of IGF investigated and in the expression of proteins such as IGFBP-3, Akt1, GSK3, pGSK3Ser9, mTOR, and tendency to reduce pmTORSer2448 (p=0.08) and to increase pAMPKThr172. These results were accompained by the reduction of peak VO2 in these patients. Twelve weeks of aerobic exercise training promoted a non-significant increase in the expression of the IGF-I Ea (p=0.07) and IGF-I PAM (p=0.06) mRNA expression. Moreover, it was observed an increase to pAMPKThr172, and tendency of increase for Akt1 (p=0.07) and mTOR (p=0.06) mRNA expression. In a experimental model of IC, it was observed a reduction in the expression of IGF I, PI3K, pAktSer473, pGSK3Ser9 and increase of pAMPKThr172. Eight weeks of aerobic exercise training increased the mRNA of IGF-I Ea, Eb and IGF-I PAM isoforms, as well as in the expression of IGF-I, PI3K, pAktSer473, pmTORSer2448 and pAMPKThr172 reduction. The changes induced by aerobic exercise training were associated with a higher tolerance to exercise and motor performance in rota rod besides prevent muscular atrophy. When treated with a inhibitor of mTOR, rapamycin, the adaptations induced by aerobic exercise training were blunted, supporting the hypothesis that the IGF-I/Akt/mTOR signaling pathway is involved in the recovering of muscle mass induced by physical training

A musculatura esquelética tem um papel fundamental para a manutenção da homeostase do organismo. A perda de massa muscular está relacionada a prejuízos na qualidade de vida de indivíduos saudáveis, além de piorar o prognóstico de pacientes com doenças sistêmicas, como o câncer, o diabetes e a insuficiência cardíaca. Em quadros mais graves de insuficiência cardíaca, a perda excessiva de massa muscular associada a um reduzido consumo de oxigênio de pico, são considerados como preditores independentes de mortalidade. O aumento do estresse oxidativo tem sido apontado como um dos principais desencadeadores do aumento da degradação de proteínas na atrofia muscular. Na presente tese, investigamos a contribuição do estresse oxidativo para a ativação das vias de sinalização NF-kB, FOXO e MAPK na atrofia muscular desencadeada pela insuficiência cardíaca. Para compreender melhor os mecanismos envolvidos na ativação dessas vias pelo estresse oxidativo, utilizamos a linhagem de células musculares C2C12. Observamos que o tratamento com peróxido de hidrogênio (1,2mM, 12h) induziu um aumento do estresse oxidativo, o qual foi capaz de aumentar a atividade do proteassoma, desencadeando a atrofia dos miotúbulos. Verificamos também um aumento da expressão proteica de alguns componentes dessas vias de sinalização, como p-p38 e NF-kB; apontando para uma ativação diferenciada dessas vias pelo estresse oxidativo. Para verificar se essas vias de sinalização relacionadas ao estresse oxidativo estavam também relacionadas à atrofia desencadeada pela insuficiência cardíaca, avaliamos um modelo experimental de ratos com insuficiência cardíaca induzida pelo infartado do miocárdio. Observamos uma redução da área de secção transversa do músculo plantar, acompanhada de um aumento da inflamação sistêmica, de p38 e das atividades de NF-kB e do proteassoma. Como o treinamento físico aeróbico tem se apresentado como uma estratégia terapêutica não farmacológica eficaz na redução do estresse oxidativo e no restabelecimento da atividade do sistema ubiquitina proteassoma, submetemos os ratos infartados ao treinamento físico aeróbico em esteira rolante. O treinamento físico aeróbico preveniu a perda de massa muscular, reduzindo a inflamação sistêmica e as atividades de NF-kB e do proteassoma. Em conjunto, os resultados apontam para o estresse oxidativo como um fator preponderante para o aumento da degradação de proteínas relacionada à atrofia muscular, seja por indução de inflamação (TNF-α) ou por sua ação direta. Além disso, observamos que as vias de sinalização são ativadas de forma diferenciada nos dois modelos, sugerindo que a degradação de proteínas nos miotúbulos está relacionada ao controle de qualidade de proteínas e, nos ratos infartados, às alterações do metabolismo, servindo como fonte de energia. Já o treinamento físico aeróbico comprovou sua eficácia no restabelecimento da atividade do proteassoma, reduzindo a inflamação e a atividade de NF-kB, prevenindo assim, a perda de massa muscular / About 40% of human body mass consists of skeletal muscles, which are involved in all aspects of movement including breathing, eating, posture, walking and reflexes. Skeletal muscle is also important as a source of heat generation and as a regulator of intermediary metabolism. Loss of skeletal muscle mass and function (skeletal muscle atrophy) leads to several functional impairments, affecting health and quality of life. It occurs in several chronic diseases such as cancer, diabetes and heart failure. In heart failure, atrophy is considered an independent predictor of poor prognosis. Oxidative stress has a crucial role in atrophy, activating different signaling pathways capable of stimulating the ubiquitin proteasome system to degrade proteins. In this study, we investigated the oxidative stress contribution to NF-kB, FOXO and MAPK signaling pathway activation in heart failure-induced atrophy. To better understand the mechanisms involved with oxidative stress and signaling pathways activation in atrophy, we have used C2C12 skeletal muscle cells. We observed that, even in high hydrogen peroxide concentrations, oxidative stress increased proteasome activity, phosphorylated p38 and NF-kB protein expression, causing myotubes atrophy. In an experimental heart failure model of infarcted rats, we evaluated plantaris muscle and verified a reduced cross sectional area, accompanied by increased systemic inflammation, p-38 protein expression and increased both NF-kB and proteasome activities. As aerobic exercise training causes a lot of beneficial effects on skeletal muscle structure and function in chronic diseases, we submitted infarcted rats to 8 weeks of aerobic exercise training on a treadmill. Aerobic exercise training prevented atrophy by reducing inflammation and both NF-kB and proteasome activities. Collectively, our data suggest a differentiated activation by oxidative stress in muscle cells and animal models. In the first case, protein degradation was involved with protein quality control; and, in the other, oxidative stress is a second messenger, stimulating protein degradation to provide substrates to metabolism. Aerobic exercise training re-established proteasome activity by reducing inflammation and NF-kB activity, preventing muscle atrophy

O treinamento físico aeróbio (TF) tem sido utilizado como um importante tratamento não farmacológico da hipertensão arterial (HA), uma vez que ele corrige a rarefação microvascular e reduz a pressão arterial; entretanto, os mecanismos envolvidos são pouco conhecidos. Investigamos se o número e a capacidade funcional das células progenitoras endoteliais (CPE) derivadas da medula óssea, sabidamente diminuídas na HA, melhoram pós TF, potencialmente contribuindo para a neovascularização e regressão da doença. O efeito do TF sobre a pressão arterial, freqüência cardíaca, tolerância ao esforço, consumo de oxigênio (VO2), morfologia e bioquímica da musculatura esquelética foram estudados em ratos espontaneamente hipertensos (SHR, n=28) e Wistar Kyoto (WKY, n=28) com 12 semanas de vida e divididos em 4 grupos: SHR, SHR treinado (SHR-T), WKY e WKY Treinado (WKY-T). O TF promoveu redução da pressão arterial em SHR e bradicardia de repouso acompanhado por um aumento da atividade da citrato sintase muscular, tolerância ao esforço e VO2 nos grupos de animais treinados. Concomitantemente, o TF corrigiu a alteração na distribuição dos tipos de fibra muscular e a rarefação capilar em SHR, mediado em grande parte por um aumento nos níveis protéicos periféricos de VEGF, VEGFR2, eNOS e a desativação das vias de apoptose. O número de CPE (CD34+/Flk1+) no sangue periférico (SP) analisadas por FACS foram aumentadas 115% no grupo WKY-T em comparação ao grupo controle. Em contraste, o grupo SHR reduziu 39% o número de CPE, entretanto o TF normalizou os níveis no grupo SHR-T. Resultado similar foi encontrado na quantificação das CPE na medula óssea (MO) avaliadas por células duplamente positivas para Di-acLDL e Lectina-FITC. A senescência das CPE na MO foi aumentada 126% no grupo SHR vs. WKY, e o TF foi eficiente em reduzir 72% este processo no grupo SHR-T. Além disso, os ensaios funcionais avaliados pelo número de unidades formadoras de colônia mostraram um aumento de 40% na MO e 70% no SP de WKY-T vs. WKY. Em contraste, a HA reduziu 35% na MO e 45% no SP este número de colônias vs. WKY, porém o TF corrigiu esta disfunção das CPE na HA. De fato, o TF recuperou a falha na formação de tubos como capilares sobre matrigel na HA. Os resultados demonstram que o remodelamento vascular acompanhado pela redução da pressão arterial induzido pelo TF na HA ocorreram em sinergia com a recuperação do número e das propriedades funcionais das CPE da MO e SP, bem como de seus fatores mobilizadores e angiogênicos. Estes resultados sugerem que o TF pode participar do reparo vascular por meio da ação das CPE, promovendo a revascularização periférica. Assim, há perspectiva do potencial terapêutico das CPE no tratamento da HA pós TF. / Aerobic exercise training (ET) has been established as an important non-pharmacological treatment for hypertension, since it counteracts microvascular rarefaction and decreased blood pressure; however, underlying mechanisms remain to be further determined. We investigated for the first time if the endothelial progenitor cells (EPC) number and the functional capacity, impaired in hypertension; are improved after ET potentially contributing to neovascularization and disease regression. The effect of ET on blood pressure, heart rate, exercise tolerance, peak VO2 and skeletal muscle morphology and biochemistry was studied in twelve-week old male Spontaneously Hypertensive Rats (SHR, n=28) and Wistar Kyoto (WKY, n=28) assigned into 4 groups: SHR, trained SHR (SHR-T), WKY and trained WKY (WKY-T). The ET promoted a decrease in blood pressure in SHR and resting bradycardia, an increase in exercise tolerance, peak VO2 and citrate synthase activity in trained groups. In parallel, the ET repaired the skeletal muscle fiber type shift and capillary rarefaction in SHR, at least partly, by enhancing protein levels of VEGF, VEGFR-2, eNOS and deactivated apoptosis pathway. Numbers of EPC (CD34+/Flk1+) in the peripheral blood (PB) quantified by FACS analysis were enhanced 115% in WKY-T of control levels. In contrast, the SHR group decreased 39%, but ET normalized in the SHR-T. Similar results were found in the EPC quantification of the bone marrow (BM) by double positive cells to Di-acLDL and Lectin-FITC. BM-EPC senescence was increased 126% in SHR and this process was reduced 72% by ET. Moreover, EPC functional assay by colony-forming units showed an increase of 40% to BM and 70% to PB in WKY-T of control levels. In contrast, the SHR group reduced 35% to BM and 45% to PB; however the ET repaired EPC dysfunction in hypertension. In fact, the ET corrected failure in the capillary-like tube formation on matrigel. The present findings reveal that the vascular remodeling accompanied by reduction of blood pressure induced by ET occurs in synergy with the restoration of the BM and PB- EPC number and functional properties, as well as of their mobilizing and angiogenic factors. These results suggest that the ET can participate in the vascular repair by means of the EPC, promoting the peripheral revascularization in hypertension. In this way, there is perspective of therapeutic potential of the EPC in treatment of hypertension after ET.