O peixe-zebra (Danio rerio) é um pequeno teleósteo pertencente à família Cyprinidae, o qual vem sendo estudado em diferentes áreas científicas. Essa espécie apresenta genes evolutivamente conservados, diversos sistemas de neurotransmissão já caracterizados e um amplo repertório comportamental , os quais podem ser modulados por diversas drogas. Portanto, a presente tese tem por objetivo estudar parâmetros bioquímicos em peixe-zebra com ênfase nos sistemas de sinalização purinérgico e colinérgico, bem como avaliar o comportamento de animais submetidos à tarefa do open tank e investigar os efeitos promovidos pelo tratamento com taurina no modelo de exposição aguda ao etanol. Nós demonstramos que o tratamento agudo (1h) com taurina nas concentrações de 150 e 400 mg/L aumentou a hidrólise de AMP e levou a uma diminuição significativa na desaminação de adenosina em membranas cerebrais, sendo que o último efeito também foi observado nos ensaios in vitro. Entretanto, não foram observados efeitos sobre a hidrólise dos nucleotídeos tri e difosfatados, promovida pelas NTPDases. Estudos relacionados à hidrólise dos nucleotídeos ATP e ADP em cérebro, fígado e coração de peixe-zebra demonstraram um perfil diferencial nos respectivos tecidos. O efeito distinto promovido por inibidores apontou que diferentes membros das NTPDases poderiam estar contribuindo para a atividade enzimática detectada, o que foi sugerido por estudos de bioinformática e ensaios de expressão gênica. Além disso, verificamos que, no modelo de exposição aguda ao etanol, a taurina foi capaz de prevenir as alterações promovidas pelo álcool sobre a atividade da AChE e das defesas antioxidantes enzimáticas. Contudo, o pré-tratamento com taurina demonstrou ser mais efetivo na prevenção do estresse oxidativo, visto que, diferentemente do co-tratamento, aumentou o conteúdo total de tióis reduzidos cerebral e diminuiu o dano lipídico. A fim de caracterizar o repertório comportamental espaço-temporal dos animais no teste do open tank, nós elaboramos um protocolo que avaliava o efeito do confinamento prévio a estímulos naturalísticos (ambientes claro, escuro e transparente). Os resultados demonstraram que os peixes previamente confinados em um ambiente naturalmente aversivo (claro) apresentaram uma habituação intrasessão mais rápida em comparação aos grupos escuro e transparente, avaliada pelas transições e tempo de permanência na região superior do aparato. O perfil exploratório espaço-temporal foi analisado através de plots representativos, sendo proposto um etograma descritivo para a tarefa do open tank. A partir do repertório comportamental determinado, o efeito promovido pelo pré-tratamento com taurina nas alterações comportamentais induzidas pelo etanol foi investigado. Nossos achados demonstraram que o etanol diminuiu a atividade locomotora dos animais, sendo que as concentrações de taurina testadas (42, 150 e 400 mg/L) preveniram essa modificação. Contudo, o pré-tratamento com 150 mg/L de taurina não preveniu as alterações na exploração da área superior do aparato, sugerindo que diferentes mecanismos poderiam estar envolvidos na resposta comportamental observada. Em suma, nossos resultados possibilitam uma maior compreensão das respostas neuroquímicas e comportamentais em peixe-zebra, contribuindo para novas estratégias relacionadas a estudos translacionais. / The zebrafish (Danio rerio) is a small teleost fish that belongs to the Cyprinidae family, which has been studied in different scientific areas. This species has evolutively conserved genes, several neurotransmitter systems characterized, and a wide behavioral repertoire, which may be modulated by distinct drugs. Thus, this thesis aims to study biochemical parameters in zebrafish, emphasizing the purinergic and cholinergic signaling, as well as to evaluate the behavior of animals in the open tank task and to investigate the effects of taurine treatment in the acute ethanol exposure model. We showed that acute taurine treatment (1h) at 150 and 400 mg/L increased the AMP hydrolysis and significantly decreased the adenosine deamination in brain membranes. The latter effect was also observed in the enzyme assays performed in vitro. However, the tri and diphosphonucleoside hydrolysis promoted by NTPDases was unaffected by taurine. Studies related to ATP and ADP hydrolysis in zebrafish brain, liver, and heart demonstrated a differential profile in the respective tissues. The distinct effect promoted by inhibitors pointed that different NTPDase members could play a role in the enzyme activity detected, as suggested by bioinformatic analysis and gene expression assays. Moreover, we observed that, in the acute ethanol exposure model, taurine prevents the alterations induced by ethanol in AChE and in enzymatic antioxidant defenses activities. However, taurine pretreatment has shown to be more effective in the prevention of oxidative stress, considering that, differently from the cotreatment, it increased the total reduced thiol content and decreased lipid peroxidation in zebrafish brain. To characterize the spatio-temporal behavioral repertoire of animals subjected to the open tank task, we described a protocol which evaluated the effect promoted by the previous confinement using natural stimuli (bright, dark, and transparent environments). The results showed that fish previously confined into an aversive environment (brightly one) presented a faster intra-session habituation response when compared to dark and transparent groups, evaluated by transitions and time spent in the top area of the tank. The spatio-temporal exploratory profile was assessed by representative plots with the proposal of a descriptive ethogram to the behavioral task. Considering these behaviors, the effect promoted by taurine pretreatment on the behavioral changes induced by ethanol was investigated. Our findings demonstrated that ethanol significantly decreased the locomotor activity and that the taurine concentrations tested (42, 150, and 400 mg/L) prevented this modification. Nevertheless, the pretreatment with 150 mg/L taurine did not prevent the alterations on the exploratory profile for the top area of apparatus, suggesting that different mechanisms could be involved in the behavioral response observed. In conclusion, our data help to a better understanding of the neurochemical and behavioral responses in zebrafish, contributing for new strategies related to translational studies.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-26Bitstream added on 2014-06-13T18:29:09Z : No. of bitstreams: 1 pansani_mc_me_botfm.pdf: 511179 bytes, checksum: 423a47c2a1f03384a23d3c4fb3f26440 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Há evidências que pacientes com insuficiência cardíaca são deficientes em muitos micronutrientes, que representam importante papel na manutenção da homeostase do cálcio, no controle do estresse oxidativo e do metabolismo energético-protéico. Estes pacientes podem apresentar necessidades nutricionais que são diferentes daquelas de indivíduos com estado fisiológico normal. A taurina é um destes nutrientes e corresponde a 50% do total de aminoácidos livres do coração. Estudos in vivo mostraram que a deficiência de taurina está associada à cardiomiopatia, à degeneração da retina e ao retardo do crescimento. Foi realizado estudo experimental para analisar a estrutura e a função cardíaca de ratos Wistar com deficiência de taurina induzida por ß-alanina. Foram estudados 34 ratos machos, Wistar, pesando 100g, casualizados em 2 grupos: grupo controle (C), grupo deficiente em taurina (T (-)). O grupo T (-) recebeu 3% de beta-alanina na água para provocar a deficiência de taurina. Após 1 mês de tratamento os animais foram submetidos à avaliação ecocardiográfica, avaliação funcional pelo coração isolado, avaliação morfométrica, avaliação histopatológica, avaliação da atividade das metalloproteinasess e determinação da concentração de taurina no plasma e no tecido cardíaco. A deficiência de taurina por tratamento com solução de ß-alanina resultou em atrofia cardíaca verificada por afinamento da espessura da parede ventricular, menor peso seco do ventrículo esquerdo e por menores valores de área seccional dos miócitos. Outro achado em nosso estudo foi que o grupo deficiente em taurina apresentou remodelação excêntrica verificada por maior cavidade ventricular (diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo), menor espessura da parede posterior do ventrículo esquerdo e menor valor da geometria ventricula... / Micronutrients deficiency is observed in heart failure patients. These micronutrients play important role in maintaining calcium homeostasis, controlling oxidative stress and protein/energy metabolism. Heart failure patients may present different nutritional requirements than those individuals who are healthy. Taurine is one of these nutrients and represents 50% of total free amino acids of the heart. Additionally, in vivo studies have related taurine deficiency to poor growth, cardiomyopathy and retina degeneration. One study was conducted to evaluate the structure and cardiac function of rats with or without taurine deficiency. Thirty-four male Wistar rats (body weight = 100g) were weighed and randomly assigned to 1 of 2 treatments (d 0): Control (C) or taurine-deficient (T (-)). Betaalanine in a concentration of 3% was added to water to induce taurine deficiency in T (-). On d 30, rats were individually submitted to echocardiography, functional assessment of isolated heart, morphometrical, histopathological and metalloproteinase activity evaluation. At the same day individual blood and cardiac tissue samples were collected to determine taurine concentration in plasma and heart. Rats treated T (-) presented cardiac atrophy verified by lower ventricular wall thickness, lesser dry weight of left ventricle, lower myocytes sectional area, eccentric cardiac remodeling verified by larger ventricular cavity (systolic diameter of left ventricle), lower posterior wall thickness of left ventricle and lower ventricular geometry (ratio between the measurements of posterior wall thickness and diastolic diameter of left ventricle). In addition, diastolic function was affect in T (-) rats due to diastole impairment. Rats treated T (-) showed lower velocity of A wave, higher ratio between E and A wave, and tend to have lower isovolumetric relaxation time... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by MILENA BARBON DE CARVALHO null (milenabcarvalho@hotmail.com) on 2017-08-31T15:15:58Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao documento final_MILENA_CORRIGIDA.pdf: 998351 bytes, checksum: 285ebac0a45dba18cad6a5958120384f (MD5) Dissertacao documento final_MILENA_CORRIGIDA.pdf: 998351 bytes, checksum: 285ebac0a45dba18cad6a5958120384f (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-09-01T13:50:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carvalho_mb_me_arafcf.pdf: 998351 bytes, checksum: 285ebac0a45dba18cad6a5958120384f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T13:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carvalho_mb_me_arafcf.pdf: 998351 bytes, checksum: 285ebac0a45dba18cad6a5958120384f (MD5) Previous issue date: 2017-07-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivo: Comparar o efeito da suplementação de taurina nos níveis de oxidação lipídica em indivíduos treinados e não treinados após sessão aguda de exercício aeróbio em jejum.Métodos: Participaram do estudo 17 indivíduos adultos, do sexo masculino, com idade entre 18 a 30 anos. Os indivíduos foram divididos em dois grupos, grupo treinado (GTr) (n=8) e grupo não treinado (GNTr) (n=9). Todos os participantes foram suplementados com diferentes doses de taurina (3 gramas e 6 gramas) bem como placebo (amido) em momentos diferentes do estudo. A suplementação ocorreu com todos os voluntários estando em jejum e antecedendo 90 minutos da realização do protocolo de treino que consistia em 60 minutos de caminhada na esteira a 60% do VO2 máximo. A avaliação antropométrica foi realizada no início da intervenção assim como a coleta de sangue basal. Foram coletadas amostras de sangue em diferentes momentos da pesquisa após a coleta basal (pré 1, pré 2, pré 3, pós 1, pós 2, pós 3) para análise dos níveis séricos de glicerol e taurina, e foi determinadoo substrato energético oxidado durante o protocolo de exercício utilizando-se o método de calorimetria indireta. Resultados: Os níveis de glicerol aumentaram significativamente em ambos os grupos no momento pós esforço (p<0,01), independente da dose. Porém comparando-se entre os grupos e entre as diferentes doses de suplementação não foram detectadas diferenças significativas (p>0,05). Com relação aos índices de oxidação lipídica e glicídica bem como os valores de Quociente Respiratório (QR) não foram encontradas diferenças estatísticas entre os grupos e entre as doses de suplementação de taurina e placebo (p> 0,05).Conclusão: A suplementação de taurina 90 minutos antes da realização de exercício aeróbio em jejum não demonstrou um efeito aditivo nos níveis de oxidação lipídica intragrupos e entre os grupos. / Objective: To compare the acute taurine supplementation effect on lipid oxidation levels in trained and untrained subjects after a single bout of fasting exercise. Methods: 17 male subjects were included. The subjects were divided in two groups, Trained group (GTr) (n=8) and untrained group (GNTr) and all of them were supplemented with different dosages of taurine (3 grams and 6 grams) as well as placebo (starch) in different moments of the study. The volunteers received the supplementation, in a fasted state, 90 minutes before the training protocol which was exercised at 60% of maximal O2 consumption for 1 h in a treadmill. Basal blood collect. In six moments of the study, besides the basal moment, blood was collected (pre 1, pre 2, pre 3, post 1, post 2, post 3) to analyze serum levels of glycerol and taurine. The oxidize substrate was detected during the exercise protocol by indirect calorimetry. Results: Statistical difference (p< 0,01) were detected in the serum glycerol in all the intervention moments when compare pre and post exercise. However comparing between groups or between the different dosages supplementations statistical differences were not detected (p>0,05). Related to lipid oxidation, carbohydrate oxidation and Quotient Respiratory (QR) no statistical differences were found between groups or between different dosages of taurine or placebo (p>0,05). Conclusion: Taurine supplementation 90 minutes before a single bout of aerobic exercise in a fasted state did not show an additive effect in fat oxidation levels intragroup and intergroup.

Resumo: Há evidências que pacientes com insuficiência cardíaca são deficientes em muitos micronutrientes, que representam importante papel na manutenção da homeostase do cálcio, no controle do estresse oxidativo e do metabolismo energético-protéico. Estes pacientes podem apresentar necessidades nutricionais que são diferentes daquelas de indivíduos com estado fisiológico normal. A taurina é um destes nutrientes e corresponde a 50% do total de aminoácidos livres do coração. Estudos in vivo mostraram que a deficiência de taurina está associada à cardiomiopatia, à degeneração da retina e ao retardo do crescimento. Foi realizado estudo experimental para analisar a estrutura e a função cardíaca de ratos Wistar com deficiência de taurina induzida por ß-alanina. Foram estudados 34 ratos machos, Wistar, pesando 100g, casualizados em 2 grupos: grupo controle (C), grupo deficiente em taurina (T (-)). O grupo T (-) recebeu 3% de beta-alanina na água para provocar a deficiência de taurina. Após 1 mês de tratamento os animais foram submetidos à avaliação ecocardiográfica, avaliação funcional pelo coração isolado, avaliação morfométrica, avaliação histopatológica, avaliação da atividade das metalloproteinasess e determinação da concentração de taurina no plasma e no tecido cardíaco. A deficiência de taurina por tratamento com solução de ß-alanina resultou em atrofia cardíaca verificada por afinamento da espessura da parede ventricular, menor peso seco do ventrículo esquerdo e por menores valores de área seccional dos miócitos. Outro achado em nosso estudo foi que o grupo deficiente em taurina apresentou remodelação excêntrica verificada por maior cavidade ventricular (diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo), menor espessura da parede posterior do ventrículo esquerdo e menor valor da geometria ventricula... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Micronutrients deficiency is observed in heart failure patients. These micronutrients play important role in maintaining calcium homeostasis, controlling oxidative stress and protein/energy metabolism. Heart failure patients may present different nutritional requirements than those individuals who are healthy. Taurine is one of these nutrients and represents 50% of total free amino acids of the heart. Additionally, in vivo studies have related taurine deficiency to poor growth, cardiomyopathy and retina degeneration. One study was conducted to evaluate the structure and cardiac function of rats with or without taurine deficiency. Thirty-four male Wistar rats (body weight = 100g) were weighed and randomly assigned to 1 of 2 treatments (d 0): Control (C) or taurine-deficient (T (-)). Betaalanine in a concentration of 3% was added to water to induce taurine deficiency in T (-). On d 30, rats were individually submitted to echocardiography, functional assessment of isolated heart, morphometrical, histopathological and metalloproteinase activity evaluation. At the same day individual blood and cardiac tissue samples were collected to determine taurine concentration in plasma and heart. Rats treated T (-) presented cardiac atrophy verified by lower ventricular wall thickness, lesser dry weight of left ventricle, lower myocytes sectional area, eccentric cardiac remodeling verified by larger ventricular cavity (systolic diameter of left ventricle), lower posterior wall thickness of left ventricle and lower ventricular geometry (ratio between the measurements of posterior wall thickness and diastolic diameter of left ventricle). In addition, diastolic function was affect in T (-) rats due to diastole impairment. Rats treated T (-) showed lower velocity of A wave, higher ratio between E and A wave, and tend to have lower isovolumetric relaxation time... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Sergio A.R. de Paiva / Coorientador: Leonardo A.M. Zornoff / Banca: Paula Schmidt Azavedo Gaiolla / Banca: Anderson Marliere Navarro / Mestre

O peixe-zebra (Danio rerio) é um pequeno teleósteo pertencente à família Cyprinidae, o qual vem sendo estudado em diferentes áreas científicas. Essa espécie apresenta genes evolutivamente conservados, diversos sistemas de neurotransmissão já caracterizados e um amplo repertório comportamental , os quais podem ser modulados por diversas drogas. Portanto, a presente tese tem por objetivo estudar parâmetros bioquímicos em peixe-zebra com ênfase nos sistemas de sinalização purinérgico e colinérgico, bem como avaliar o comportamento de animais submetidos à tarefa do open tank e investigar os efeitos promovidos pelo tratamento com taurina no modelo de exposição aguda ao etanol. Nós demonstramos que o tratamento agudo (1h) com taurina nas concentrações de 150 e 400 mg/L aumentou a hidrólise de AMP e levou a uma diminuição significativa na desaminação de adenosina em membranas cerebrais, sendo que o último efeito também foi observado nos ensaios in vitro. Entretanto, não foram observados efeitos sobre a hidrólise dos nucleotídeos tri e difosfatados, promovida pelas NTPDases. Estudos relacionados à hidrólise dos nucleotídeos ATP e ADP em cérebro, fígado e coração de peixe-zebra demonstraram um perfil diferencial nos respectivos tecidos. O efeito distinto promovido por inibidores apontou que diferentes membros das NTPDases poderiam estar contribuindo para a atividade enzimática detectada, o que foi sugerido por estudos de bioinformática e ensaios de expressão gênica. Além disso, verificamos que, no modelo de exposição aguda ao etanol, a taurina foi capaz de prevenir as alterações promovidas pelo álcool sobre a atividade da AChE e das defesas antioxidantes enzimáticas. Contudo, o pré-tratamento com taurina demonstrou ser mais efetivo na prevenção do estresse oxidativo, visto que, diferentemente do co-tratamento, aumentou o conteúdo total de tióis reduzidos cerebral e diminuiu o dano lipídico. A fim de caracterizar o repertório comportamental espaço-temporal dos animais no teste do open tank, nós elaboramos um protocolo que avaliava o efeito do confinamento prévio a estímulos naturalísticos (ambientes claro, escuro e transparente). Os resultados demonstraram que os peixes previamente confinados em um ambiente naturalmente aversivo (claro) apresentaram uma habituação intrasessão mais rápida em comparação aos grupos escuro e transparente, avaliada pelas transições e tempo de permanência na região superior do aparato. O perfil exploratório espaço-temporal foi analisado através de plots representativos, sendo proposto um etograma descritivo para a tarefa do open tank. A partir do repertório comportamental determinado, o efeito promovido pelo pré-tratamento com taurina nas alterações comportamentais induzidas pelo etanol foi investigado. Nossos achados demonstraram que o etanol diminuiu a atividade locomotora dos animais, sendo que as concentrações de taurina testadas (42, 150 e 400 mg/L) preveniram essa modificação. Contudo, o pré-tratamento com 150 mg/L de taurina não preveniu as alterações na exploração da área superior do aparato, sugerindo que diferentes mecanismos poderiam estar envolvidos na resposta comportamental observada. Em suma, nossos resultados possibilitam uma maior compreensão das respostas neuroquímicas e comportamentais em peixe-zebra, contribuindo para novas estratégias relacionadas a estudos translacionais. / The zebrafish (Danio rerio) is a small teleost fish that belongs to the Cyprinidae family, which has been studied in different scientific areas. This species has evolutively conserved genes, several neurotransmitter systems characterized, and a wide behavioral repertoire, which may be modulated by distinct drugs. Thus, this thesis aims to study biochemical parameters in zebrafish, emphasizing the purinergic and cholinergic signaling, as well as to evaluate the behavior of animals in the open tank task and to investigate the effects of taurine treatment in the acute ethanol exposure model. We showed that acute taurine treatment (1h) at 150 and 400 mg/L increased the AMP hydrolysis and significantly decreased the adenosine deamination in brain membranes. The latter effect was also observed in the enzyme assays performed in vitro. However, the tri and diphosphonucleoside hydrolysis promoted by NTPDases was unaffected by taurine. Studies related to ATP and ADP hydrolysis in zebrafish brain, liver, and heart demonstrated a differential profile in the respective tissues. The distinct effect promoted by inhibitors pointed that different NTPDase members could play a role in the enzyme activity detected, as suggested by bioinformatic analysis and gene expression assays. Moreover, we observed that, in the acute ethanol exposure model, taurine prevents the alterations induced by ethanol in AChE and in enzymatic antioxidant defenses activities. However, taurine pretreatment has shown to be more effective in the prevention of oxidative stress, considering that, differently from the cotreatment, it increased the total reduced thiol content and decreased lipid peroxidation in zebrafish brain. To characterize the spatio-temporal behavioral repertoire of animals subjected to the open tank task, we described a protocol which evaluated the effect promoted by the previous confinement using natural stimuli (bright, dark, and transparent environments). The results showed that fish previously confined into an aversive environment (brightly one) presented a faster intra-session habituation response when compared to dark and transparent groups, evaluated by transitions and time spent in the top area of the tank. The spatio-temporal exploratory profile was assessed by representative plots with the proposal of a descriptive ethogram to the behavioral task. Considering these behaviors, the effect promoted by taurine pretreatment on the behavioral changes induced by ethanol was investigated. Our findings demonstrated that ethanol significantly decreased the locomotor activity and that the taurine concentrations tested (42, 150, and 400 mg/L) prevented this modification. Nevertheless, the pretreatment with 150 mg/L taurine did not prevent the alterations on the exploratory profile for the top area of apparatus, suggesting that different mechanisms could be involved in the behavioral response observed. In conclusion, our data help to a better understanding of the neurochemical and behavioral responses in zebrafish, contributing for new strategies related to translational studies.

O sistema imunológico preserva a integridade do organismo perante o ambiente que ele está inserido. As reações imunológicas são essenciais para controle e eliminação da infecção, no entanto se os mecanismos contra regulatórios da resposta imunológica forem superados, a homeostasia pode falhar levando a um desequilíbrio no processo de reparo do organismo, podendo causar danos, insuficiência de órgão e até a morte. Muitos estudos têm demonstrado a interação entre o sistema imunológico e os aminoácidos. Visto que a glutamina é utilizada como substrato energético para enterócitos, além de fornecer nitrogênio para síntese de purinas e pirimidinas para proliferação celular e a taurina participa da hemostasia, estabilização de membranas, mobilização de cálcio, além de ser importante agente antioxidante, nos propusemos nesse trabalho investigar os efeitos da glutamina e taurina sobre aspectos relacionados a resposta imunológica de células da linhagem Raw 264.7. Para tanto foram avaliadas: viabilidade celular; a capacidade proliferativa e o ciclo celular; a capacidade de síntese de citocinas: IL-1 &#945;, IL-1&#946;, IL-6, IL-10 e TNF-&#945; e a expressão do fator de transcrição NF&#954;B, bem como de seu inibidor I&#954;B&#945;. Foi possível observar aumento da viabilidade e proliferação celular para células tratadas com glutamina, entretanto não foi observado o mesmo efeito para taurina. Quando ambos aminoácidos foram associados, houve prevalência dos efeitos da glutamina. Observamos neste trabalho, que houve uma tendência da diminuição de expressão da relação de p-NF&#954;B/NF&#954;B quando se aumentou a concentração de glutamina. Paralelamente, o mesmo foi encontrado para relação p-I&#954;B/I&#954;B. Esses resultados corroboram com os resultados encontrados na produção das citocinas pró-inflamatórias IL-1&#945;, Il-1&#946; e TNF-&#945;, uma vez que ao aumentarmos a concentração de glutamina bem como glutamina e taurina, observamos menor produção das mesmas. Complementarmente, encontramos resultados opostos para a citocina anti-inflamatória IL-10, a qual teve maior síntese em resposta ao aumento da concentração dos aminoácidos. Portanto concluímos que tanto a glutamina quanto a taurina possuem capacidade de modular aspectos da resposta imunológica de células Raw 264.7. / The immune system protect the body\'s integrity to the environment it is inserted. The immune responses are essential for control and elimination of infection, however if the mechanisms against regulatory immune response are overcome, homeostasis may fail leading to an imbalance in the repair of the body process and may cause damage, organ failure and even death. Many studies have demonstrated the interaction between the immune system and amino acids. Since glutamine is used as an energy substrate for the enterocytes and provides nitrogen to purine and pyrimidine synthesis to cell proliferation and taurine participates of hemostasis, stabilization of membranes, calcium mobilization, and besides being an important antioxidante, this work aimed to study the effects of glutamine and taurine in some aspects of the immune response of RAW 264.7 cell line. Therefore, we evaluated: cell viability; the proliferative capacity and the cell cycle phases; cytokine synthesis capacity: IL-1 &#945;, IL-&#946;, IL-6, IL-10 and TNF-&#945;, as well as the expression of the transcription factor NFkB and its inhibitor I&#954;B&#945;. It was possible to observe increased cell viability as well as proliferation in cells treated with glutamine, but was not observed the same effect in cells treated with taurine. When cells were treated with both amino acids, there was a prevalence of the effects of glutamine. We observed in this study, a trend of decreasing expression of p-NF&#954;B/ NF&#954;B relationship when cells were treated with higher concentration of glutamine. In parallel, the same was found for p-I&#954;B / I&#954;B relationship. These results corroborate wih the results about the production of pro-inflammatory cytokines IL-1&#945;, IL-1&#946; and TNF-&#945;, since by increasing concentration of glutamine as well as glutamine and taurine, we observed reduced production of this cytokines. In addition, we found opposite results for the anti-inflammatory cytokine IL-10 which had higher production in response to increased concentration amino acids treatment. Therefore we conclude that both glutamine and taurine have the capacity to modulate some aspects in the immune response of RAW 264.7 cell.

O peixe-zebra (Danio rerio) é um pequeno teleósteo pertencente à família Cyprinidae, o qual vem sendo estudado em diferentes áreas científicas. Essa espécie apresenta genes evolutivamente conservados, diversos sistemas de neurotransmissão já caracterizados e um amplo repertório comportamental , os quais podem ser modulados por diversas drogas. Portanto, a presente tese tem por objetivo estudar parâmetros bioquímicos em peixe-zebra com ênfase nos sistemas de sinalização purinérgico e colinérgico, bem como avaliar o comportamento de animais submetidos à tarefa do open tank e investigar os efeitos promovidos pelo tratamento com taurina no modelo de exposição aguda ao etanol. Nós demonstramos que o tratamento agudo (1h) com taurina nas concentrações de 150 e 400 mg/L aumentou a hidrólise de AMP e levou a uma diminuição significativa na desaminação de adenosina em membranas cerebrais, sendo que o último efeito também foi observado nos ensaios in vitro. Entretanto, não foram observados efeitos sobre a hidrólise dos nucleotídeos tri e difosfatados, promovida pelas NTPDases. Estudos relacionados à hidrólise dos nucleotídeos ATP e ADP em cérebro, fígado e coração de peixe-zebra demonstraram um perfil diferencial nos respectivos tecidos. O efeito distinto promovido por inibidores apontou que diferentes membros das NTPDases poderiam estar contribuindo para a atividade enzimática detectada, o que foi sugerido por estudos de bioinformática e ensaios de expressão gênica. Além disso, verificamos que, no modelo de exposição aguda ao etanol, a taurina foi capaz de prevenir as alterações promovidas pelo álcool sobre a atividade da AChE e das defesas antioxidantes enzimáticas. Contudo, o pré-tratamento com taurina demonstrou ser mais efetivo na prevenção do estresse oxidativo, visto que, diferentemente do co-tratamento, aumentou o conteúdo total de tióis reduzidos cerebral e diminuiu o dano lipídico. A fim de caracterizar o repertório comportamental espaço-temporal dos animais no teste do open tank, nós elaboramos um protocolo que avaliava o efeito do confinamento prévio a estímulos naturalísticos (ambientes claro, escuro e transparente). Os resultados demonstraram que os peixes previamente confinados em um ambiente naturalmente aversivo (claro) apresentaram uma habituação intrasessão mais rápida em comparação aos grupos escuro e transparente, avaliada pelas transições e tempo de permanência na região superior do aparato. O perfil exploratório espaço-temporal foi analisado através de plots representativos, sendo proposto um etograma descritivo para a tarefa do open tank. A partir do repertório comportamental determinado, o efeito promovido pelo pré-tratamento com taurina nas alterações comportamentais induzidas pelo etanol foi investigado. Nossos achados demonstraram que o etanol diminuiu a atividade locomotora dos animais, sendo que as concentrações de taurina testadas (42, 150 e 400 mg/L) preveniram essa modificação. Contudo, o pré-tratamento com 150 mg/L de taurina não preveniu as alterações na exploração da área superior do aparato, sugerindo que diferentes mecanismos poderiam estar envolvidos na resposta comportamental observada. Em suma, nossos resultados possibilitam uma maior compreensão das respostas neuroquímicas e comportamentais em peixe-zebra, contribuindo para novas estratégias relacionadas a estudos translacionais. / The zebrafish (Danio rerio) is a small teleost fish that belongs to the Cyprinidae family, which has been studied in different scientific areas. This species has evolutively conserved genes, several neurotransmitter systems characterized, and a wide behavioral repertoire, which may be modulated by distinct drugs. Thus, this thesis aims to study biochemical parameters in zebrafish, emphasizing the purinergic and cholinergic signaling, as well as to evaluate the behavior of animals in the open tank task and to investigate the effects of taurine treatment in the acute ethanol exposure model. We showed that acute taurine treatment (1h) at 150 and 400 mg/L increased the AMP hydrolysis and significantly decreased the adenosine deamination in brain membranes. The latter effect was also observed in the enzyme assays performed in vitro. However, the tri and diphosphonucleoside hydrolysis promoted by NTPDases was unaffected by taurine. Studies related to ATP and ADP hydrolysis in zebrafish brain, liver, and heart demonstrated a differential profile in the respective tissues. The distinct effect promoted by inhibitors pointed that different NTPDase members could play a role in the enzyme activity detected, as suggested by bioinformatic analysis and gene expression assays. Moreover, we observed that, in the acute ethanol exposure model, taurine prevents the alterations induced by ethanol in AChE and in enzymatic antioxidant defenses activities. However, taurine pretreatment has shown to be more effective in the prevention of oxidative stress, considering that, differently from the cotreatment, it increased the total reduced thiol content and decreased lipid peroxidation in zebrafish brain. To characterize the spatio-temporal behavioral repertoire of animals subjected to the open tank task, we described a protocol which evaluated the effect promoted by the previous confinement using natural stimuli (bright, dark, and transparent environments). The results showed that fish previously confined into an aversive environment (brightly one) presented a faster intra-session habituation response when compared to dark and transparent groups, evaluated by transitions and time spent in the top area of the tank. The spatio-temporal exploratory profile was assessed by representative plots with the proposal of a descriptive ethogram to the behavioral task. Considering these behaviors, the effect promoted by taurine pretreatment on the behavioral changes induced by ethanol was investigated. Our findings demonstrated that ethanol significantly decreased the locomotor activity and that the taurine concentrations tested (42, 150, and 400 mg/L) prevented this modification. Nevertheless, the pretreatment with 150 mg/L taurine did not prevent the alterations on the exploratory profile for the top area of apparatus, suggesting that different mechanisms could be involved in the behavioral response observed. In conclusion, our data help to a better understanding of the neurochemical and behavioral responses in zebrafish, contributing for new strategies related to translational studies.

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T09:09:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_RosaneAparecida_D.pdf: 2339564 bytes, checksum: 146ea5a2123d76628db5f4758417e020 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste estudo, investigamos os efeitos da suplementação com taurina (TAU; 2% adicionada à água de beber) sobre a tolerância à glicose e a secreção de insulina frente a diferentes secretagogos em camundongos adultos. Camundongos suplementados apresentaram aumento da tolerância à glicose e da sensibilidade à insulina. Ilhotas isoladas destes animais secretaram mais insulina em resposta à glicose e L-leucina. A oxidação da L-leucina foi maior no grupo TAU, não havendo diferenças quanto ao consumo de glicose, concentrações de ATP e expressão do transportador da glicose (GLUT) 2 e da glicoquinase (GCK). A captação de Ca2+, na presença de glicose, e a expressão protéica da subunidade ß2 do canal de Ca2+ sensível à voltagem foi maior no grupo TAU comparado ao controle (CTL). Ainda, a expressão protéica da PL (fosfolipase) C ß 2 e da PK (proteína quinase) Aa, bem como a secreção de insulina em resposta a agentes potencializadores tais como carbacol (Cch) e IBMX, foi maior nas ilhotas TAU. A mobilização intracelular de Ca2+ induzida por Cch foi também maior em ilhotas deste grupo, e observamos que a inibição da PKA reduziu a captação de Ca2+ em resposta à glicose no grupo suplementado. Além disso, ilhotas TAU secretaram mais glucagon em relação a ilhotas CTL, quando em presença de baixa concentração de glicose. Concluindo, a suplementação com TAU melhora a homeostase glicêmica e aumenta a secreção de insulina de ilhotas isoladas e incubadas na presença de nutrientes e agentes potencializadores da secreção. Os efeitos sobre a secreção estão relacionados ao melhor manejo dos íons Ca2+ pelas células insulares provenientes dos animais suplementados com TAU. / Abstract: In this study, we investigated the effects of taurine (TAU)-supplementation (2% in the drinking water) on glucose tolerance and insulin secretion stimulated by different secretagogues in adult mice. TAU-supplemented mice showed enhanced glucose tolerance and insulin sensitivity when compared to controls (CTL). In addition, their islets secreted more insulin in response to high concentrations of glucose and L-leucine. L-[U-14C]leucine oxidation was higher in TAU islets compared with CTL islets, whereas D-[U-14C]glucose oxidation, ATP levels, and the protein expression of the glucose transporter (GLUT) 2 and of glucokinase (GCK) were similar. 45Ca uptake induced by high glucose concentrations was increased in TAU islets as well as the expression of the ß2 subunit of the L-type Ca2+ channel. In addition, the insulin secretion induced by carbachol (Cch) and IBMX, but not, by forskolin and PMA was higher in TAU-supplemented compared with CTL islets. The higher insulin secretion in the presence of Cch is accompanied by an increase in the expression of PL (phospholipase) C ß 2 protein and a higher intracellular Ca2+ mobilization. Besides, TAU-supplemented islets showed increased PK (protein kinase) Aa expression. Since the increase in Ca2+ uptake induced by glucose in TAU islets was minimized by the presence of the PKA inhibitor, H89, this kinase seems to be important for the better Ca2+ handling in these islets. TAUsupplementation also turns the a-cells more sensitivity since these cells secreted more glucagons compared with CTL islets. In conclusion, TAU supplementation enhances glucose tolerance and insulin sensitivity in mice and turns the islets more sensitive to nutrients and to potentiators of secretion. The effect on insulin secretion seems to be linked to a better Ca2+ handling by ß-cells. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T18:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cappelli_AnaPaulaGameiro_D.pdf: 5548263 bytes, checksum: a858b8eb10853e19811981be3356a0a4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho estudamos o efeito da desnutrição, obesidade e da suplementação com taurina na sensibilidade à insulina nos tecidos muscular e hepático, e sobre a secreção de insulina. Foram utilizados camundongos C57BL6 machos controle (C), controle + dieta hiperlipídica (CH) e controle + dieta hiperlipídica + taurina (CHT), restrito (R), restrito + hiperlipídica (RH) e restrito + hiperlipídica + taurina (RHT). Os animais receberam dieta entre os 21 e 105 dias de vida. Após esse período os animais receberam uma aplicação intraperitoneal de salina ou glicose (2g/Kg) e foram sacrificados. Medimos o conteúdo protéico da SOD1, GPx1, CAT, p-IR, p-AKT, p-PTP1B e p-PTEN no fígado e músculo. Verificamos a secreção de insulina em ilhotas expostas a alta concentração de glicose (16,7mM) + DPI (inibidor da NADPH oxidase). Nossos resultados mostraram que a taurina foi eficiente em melhorar a sinalização da insulina no fígado, na presença ou não de uma carga de glicose e mostrou, também, uma possível associação entre o efeito observado no conteúdo da p-PTEN sobre a atividade da AKT nos grupos CHT e RHT, porém sem alteração no teste de sensibilidade à insulina. Nossos resultados sugerem que a taurina atua na modulação redox da PTEN, favorecendo a sinalização da insulina no tecido hepático tanto no grupo CHT quanto no grupo RHT. Em adição, notamos que a suplementação com taurina aumenta o conteúdo protéico das enzimas antioxidantes no tecido muscular, no grupo RHT. A suplementação com taurina, apesar de não ter apresentado diferença estatística, parece atenuar o efeito causado pela dieta hiperlipídica no grupo CHT sobre a sinalização da insulina no músculo, porém sem efeito sobre o grupo RHT. Dessa maneira, concluímos que a taurina no grupo CH melhora a sinalização da insulina, no fígado e músculo, e a tolerância à glicose, sem alteração da secreção de insulina. No grupo RH, a taurina melhora a sinalização da insulina no fígado, mas não altera a sinalização da insulina no músculo e melhora parcialmente, sem diferença estatística, a tolerância à glicose, sem alteração da secreção de insulina. Assim, a suplementação com taurina poderia ser utilizada como terapia complementar no tratamento da resistência à insulina e diabetes tipo 2, no entanto, essa terapia seria mais eficiente em indivíduos que receberam dieta normoproteica e hiperlipídica do que em indivíduos que receberam dieta hipoproteica e hiperlipídica / Abstract: We studied the effect of malnutrition, obesity and taurine supplementation on insulin sensitivity in liver and muscle, and on insulin secretion. Male mice C57BL6 control (C), control + fat diet (CH) and control + fat diet + taurine (CHT), restricted (R), + restricted diet (HR) and restricted + fat diet + taurine (RHT) were treated between 21 and 105 days old. After this period the animals received intraperitoneal saline or glucose (2g/Kg) and were sacrificed. We measured the protein content of SOD1, GPx1, CAT, p-IR, p-AKT, p-PTEN and p-PTP1B in liver and muscle. We also measured insulin secretion in islets exposed to high glucose concentration (16,7mM) + DPI (inhibitor of NADPH oxidase). Our results showed that taurine was effective in improving insulin signaling in the liver, when stimulated or not with a glucose load, and also showed a possible association between the content of p-PTEN on the activity of AKT in CHT and RHT groups, but no change in insulin sensitivity test. Our results suggest that taurine has a role on the redox PTEN modulation, favoring the signaling of insulin in the hepatic tissue in both CHT and RHT groups. In addition, we noted that taurine supplementation increases antioxidant enzyme protein content in muscle in the RHT group. The taurine supplementation, although not statistically different, seems to attenuate the effect caused by high fat diet in the CHT groups on the insulin signaling in muscle, but no effects on RHT group were reported. Thus, we concluded that taurine in CH group improves insulin signaling in liver and muscle, as well as glucose tolerance, without alteration in insulin secretion. In RH group, taurine improves insulin signaling in the liver, but does not alter insulin signaling in muscle and improves partly glucose tolerance, without alteration in insulin secretion. Thus, supplementation with taurine could be used as adjunctive therapy in the treatment of insulin resistance and type 2 diabetes, however, this therapy would be more efficient in subjects who received normal and hyperlipidic diets than in subjects who received high-fat and low-protein diets / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Ana Paula Couto Davel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:17:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maia_AlineRosa_M.pdf: 2655411 bytes, checksum: 2b34ee24d63332baec9cbcda46195816 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Introdução e objetivos: A desnutrição intrauterina e infantil predispõe a distúrbios metabólicos e cardiovasculares na idade adulta. A suplementação dietética com os aminoácidos leucina, que pode estimular a síntese proteica, ou taurina, de ação antioxidante, poderiam apresentar efeitos protetores na vasculatura nestes casos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da restrição proteica pós-desmame e da suplementação com leucina ou taurina sobre a pressão arterial (PA) e função vascular, enfatizando o papel do endotélio e as vias de sinalização celular envolvidas. Métodos eresultados: Ratos Wistar foram divididos, após o desmame (~21 dias de vida), em dois grupos dietéticos por 90 dias: controle (C; 12% de proteínas) e de restrição proteica isocalórica (R; 6% de proteínas). Estes receberam ou não suplementação na água de beber com taurina 2,5% (CT e RT) por 90 dias ou com leucina 1,5% (CL e RL) apenas nos 30 dias finais. O grupo R apresentou baixo ganho de peso corporal e elevação da PA sistólica (PAS), diastólica e média. A reatividade vascular foi avaliada em anéis de aorta torácica. Não houve modificação na resposta contrátil ao KCl e à fenilefrina entre os grupos estudados. Entretanto, observou-se aumento da resposta de relaxamento ao nitroprussiato de sódio (NPS) e, inversamente, redução do relaxamento induzido pela acetilcolina (ACh) no grupo R, em comparação ao C. A resposta à ACh da aorta do grupo R foi recuperada pela incubação com superóxido dismutase (SOD; 150 U/mL) ou apocinina (30 ?M). Além disso, houve redução do efeito do inibidor da fosfatidilinositol-3quinase (PI3K) LY294002 (30 ?M) sobre o relaxamento à ACh da aorta de R. Avaliou-se a expressão proteica por técnica de imunoblotting ou luminex em homogenato de aorta.Observou-se que a restrição proteica reduziu a expressão das proteínas: Ser473p(fosforilada)-Akt/Akt, Ser1177p-sintase de óxido nítrico endotelial (eNOS)/eNOS, fosfodiesterase 5 (PDE-5), SOD extracelular (EC-SOD); e aumentou a expressão da subunidade p47-phox da NADPH oxidase, Mn-SOD, Ser727p-proteína transdutora de sinal e ativadora de transcrição 3 (STAT3)/STAT3 e Thr412p-p70S6 quinase ribossomal (S6K)/S6K. Além disso, a restrição proteica aumentou a produção de espécies reativas ao oxigênio (ROS), avaliada pela quantificação da fluorescência ao di-hidroetídeo. A suplementação com leucina não recuperou o ganho de peso corporal, mas normalizou a pressão arterial, o relaxamento à ACh e ao NPS, o efeito do LY294002 e o conteúdo das proteínas Ser473p-Akt/Akt, Ser1177p-eNOS/eNOS, PDE-5, Ser727p-STAT3/STAT3 e Thr412p-S6K/S6K na aorta de RL, além de aumentar a expressão de PI3K em CL e RL. A taurina também melhorou oganho de peso, a PAS e a resposta de relaxamento à ACh no grupo RT, efeitos associados à normalização da produção de ROS, da expressão proteica de p47-phox e de EC-SOD na aorta de RT, e ao aumento de nitrito/nitrato plasmático neste grupo. Conclusões: Os dados sugerem que a restrição proteica pós-desmame causa prejuízo do relaxamento endotélio-dependente em aorta de ratos associada a: 1) diminuição da ativação da via PI3K/Akt e consequente redução da fosforilação de eNOS, recuperada pela suplementação com leucina, e 2) estresse oxidativo vascular, normalizado pela suplementação com taurina / Abstract: Background and aim: Intrauterine and child malnutrition predisposes to metabolic and cardiovascular disorders in adulthood. Dietary supplementation with leucine or taurine, through stimulating protein synthesis or presenting antioxidant activity, respectively, could have protective effects on the vasculature in this situation. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of post-weaning protein restriction and the supplementation with leucine or with taurine on the arterial blood pressure (BP) and vascular function, emphasizing the role of endothelium and the signaling pathways involved. Methods and results: Male Wistar rats were divided after weaning into two groups according to diet to be received for the next 90 days: control (C, 12% protein) and isocaloric protein restriction (R; 6% of proteins). Rats were supplemented or not in the drinking water with 2.5% taurine (CT and RT) for 90 days or 1.5% leucine (RL and CL) during the final 30 days. Afterwards, protein restriction induced low body weight gain and high systolic (SBP), diastolic and mean BP values. Thoracic aortic rings were isolated for vascular reactivity study. The contractile response to KCl or phenylephrine did not change among groups. However, the relaxation response to sodium nitroprusside (NPS) was enhanced, while the acetylcholine (ACh)-induced relaxation was reduced in R aortas compared with C. Both apocynin (30 ?M) or superoxide dismutase (SOD; 150 U/mL) incubation recovered the relaxation to ACh. The effect of the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibitor LY294002 (30 ?M) on the ACh induced-relaxation was impaired in aorta from R. In addition, reactive oxygen species (ROS) production evaluated by fluorescence to dihydroethidium was increased in aorta from R. Immunoblotting and Luminex assay were used to evaluate protein expressions in aorta homogenates. Expression of Ser473p(phosphorylated)-Akt/Akt, Ser1177pendothelial isoform of nitric oxide synthase (eNOS)/eNOS, phosphodiesterase 5 (PDE-5) and extracellular (EC)-SOD were reduced by protein restriction while the expressions of p47-phox NADPH oxidase subunit, Mn-SOD, Ser727p-signal transducer and activator of xiii transcription protein 3 (STAT3)/STAT3 and Thr412p-ribossomal S6 kinase (S6K)/S6K were increased in aortas from R compared to C. Leucine did not change weight gain, but normalized BP values as well as the relaxation response to ACh, the effect of LY294002 and the protein expressions of Ser473p-Akt/Akt, Ser1177p-eNOS/eNOS, PDE-5, Ser727p- STAT3/STAT3 and Thr412p-S6K/S6K in RL aortas compared with R. Therefore leucine increased the expression of PI3K in both CL and RL. Taurine improved weight gain, the SBP and the ACh-induced relaxation in RT compared to R. These effects of taurine were associated with normal ROS production and p47-phox and EC-SOD protein expressions in aortas from RT, concomitant with an increase of plasma nitrite/nitrate in this group. Conclusions: The data suggest that post-weaning protein restriction impairs endotheliumdependent relaxation in rat aorta related to: 1) decreased activation of PI3K/Akt pathway and reduction of eNOS phosphorylation, that is recovered by leucine supplementation and 2) vascular oxidative stress, which is normalized by taurine supplementation / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular