Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6572.pdf: 3046018 bytes, checksum: a72ab59cf0526c45a9dee765c02c9f7c (MD5) Previous issue date: 2014-12-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / The Sarcoplasmic reticulum calcium ATPase (SERCA), phospholamban (PLB) and the Na+-Ca2+ exchanger (NCX) proteins are essential for the cardiac calcium management and myocardial contractility in vertebrates. The increase in metabolic rate generated from mechanical and physiological process of digestion is known as specific dynamic action (SDA) and represents the energy cost of processing, digestion and absorption of food. In several groups of reptiles, feeding generates a rapid increase in rates of gas exchange, whose peak usually occurs one or two days after feeding, before suffering a slower decline and returning to preprandial values. Ingestion of large quantity of food demands a metabolic elevation and leads to indemnities related in ventricular mass and an increase in myocardial force contraction, avoiding an overload on the cardiovascular system. During the fasting, depletion of body mass occurs and it can also reach the heart muscle. To describe the importance and the changes in SERCA2, PLB and NCX proteins on the effects of feeding/digestion in reptiles broad-snouted caiman (Caiman latirostris), burmese phyton (Python molurus) and also by prolonged fasting in South-American rattlesnake (Crotalus durissus terrificus) Western blotting technique was used. We observed the homology existence between the proteins of reptiles in relation to mammals. The SDA increased expression of SERCA2 protein in three species of reptiles. The SDA can also have unduced the expression of an isoform and/or reduced phosphorylation at some active sites of SERCA2 in ventricular tissue of P. molurus. A direct relationship between the expression of SERCA2 with the PLB expression in C. durissus was observed. However in P. molurus and C. latirostris this relation does not exist. The three reptiles expressed the PLB with molecular mass of 50 kDa, whereas the mouse expressed 25 kDa. The vast evolutionary distance that separates mammals of reptiles may have caused the rise of isoforms between these groups, explaining this difference. The increased expression of NCX along with lower expression of SERCA2 and PLB in C. durissus in food group Fasting compared to the other two groups suggests a higher calcium mobilization in this feeding regime, which would be advantageous from the energy point of view. The expression of NCX with different molecular mass between the three species, a smaller number of consensus regions with the animals phylogenetically more distant and the great plasticity of NCX gene to form distinct proteins, suggest the expression of proteins isoforms with the reptiles studied in this research. / As proteínas Ca2+-ATPase do Retículo Sarcoplasmático (SERCA2), Fosfolambam (PLB) e o Trocador Na+/Ca2+ (NCX) são fundamentais para o manejo do cálcio e a contratilidade miocárdica nos vertebrados. A elevação da taxa metabólica gerada a partir dos processos mecânicos e fisiológicos da digestão é conhecida como "ação dinâmica específica" (SDA) e representa o custo energético do processamento, digestão e absorção dos alimentos. Em vários grupos de répteis, a alimentação gera um rápido aumento nas taxas de troca gasosa, cujo pico ocorre geralmente um dia ou dois após a alimentação, antes de sofrer um declínio mais lento e retornar aos valores pré-prandiais. A ingestão de grandes massas de alimento demanda uma elevação metabólica e leva a uma compensação na massa ventricular e um aumento na força de contração do miocárdio, evitando uma sobrecarga no sistema cardiovascular. Durante o jejum ocorre depleção da estrutura corpórea podendo também atingir o músculo cardíaco. Para descrever a importância e as mudanças nas proteínas SERCA2, PLB e NCX diante os efeitos da alimentação/digestão nos répteis cascavel sul-americana (Crotalus durissus terrificus), na píton (Python molurus) e também do jejum prolongado no jacaré-de-papo-amarelo (Caiman latirostris), utilizada a técnica molecular Western blotting. Observou-se a existência de homologia entre as proteínas dos répteis com relação aos mamíferos. A SDA levou a uma maior expressão da proteína SERCA2 nas três espécies de répteis. A SDA também pode ter induzido a expressão de uma isoforma e/ou uma menor fosforilação em alguns sítios ativos da SERCA2 no tecido ventricular de P. molurus. Uma relação direta entre a expressão da SERCA2 com a expressão do PLB foi verificada somente em C. durissus, não havendo tal relação em P. molurus e C. latirostris. As três espécies de répteis expressaram o PLB com mesma massa molecular, de 50 kDa, e diferente da do rato, que é de 25 kDa. A grande distância evolutiva que separa os répteis dos mamíferos pode ter ocasionado o surgimento de isoformas entre esses grupos, explicando tal diferença. O aumento da expressão do NCX em C. latirostris do grupo alimentar Digestão sugere uma maior mobilização do cálcio e um maior inotropismo de forma frequência-específica através dessa proteína. A maior expressão do NCX juntamente com a menor expressão da SERCA2 e do PLB em C. durissus no grupo alimentar Jejum em relação aos outros dois grupos alimentares sugere uma maior mobilização do cálcio pelo NCX nesse regime de alimentação, o que seria vantajoso do ponto de vista energético. A expressão do NCX com diferentes massas moleculares entre as três espécies estudadas, um menor número de regiões conservadas em animais filogeneticamente mais distantes, e a grande plasticidade do gene da proteína NCX em formar proteínas distintas, sugere a expressão de proteínas isoformas nos répteis estudados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5111.pdf: 6171719 bytes, checksum: 0356f236abaa5b549156bc72fde00f70 (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / Universidade Federal de Minas Gerais / Some snakes have the ability to survive long periods without food and are capable to ingest large meal size. The ingestion of proportionally large preys triggers an expressive increase on the oxidative metabolic demand (SDA Specific Dinamic Action) which can become several times higher than the resting metabolic rate. The two described extreme situations might lead to cardiac changes to adapt structure and function in order to afford these two opposite physiological demands. During long food deprivation (Phase III), the depletion of the body structure may affect the heart muscle. That should be reverted to the SDA and prevent an overload on cardiovascular system. The standard cardiac function of South-american Rattlesnake, Crotalus durissus terrificus, was described as well as the changes caused by long term food deprivation and SDA. The importance of sodium-calcium exchanger (NCX), functionality of sarcoplasmic reticulum, extracellular calcium dependence and the effect of adrenergic stimulation were tested in adult animals at 30°C, under three different metabolic states: postabsorptive, SDA peak and food deprivation. The ventricular mass does not change after food deprivation and SDA. The force of contraction was higher in the base of the heart if compared to the apex, but there is no difference among the experimental groups and it is probably reflex of the fiber orientation in each region of the ventricle. The sarcoplasmatic reticulum is functional in all groups, but the dependence of reticular calcium is lower during starvation compared to the other groups. Muscle contraction is mostly supported by the extracellular Ca2+. The NCX have minor contribution to force generation (20%) but has a major role pumping calcium out of the cell (faster than SERCA). The increase in extracellular Ca2+ concentration during digestion can augment twitch force and would represent a contractile advantage to support the increased cardiac work without the development of hypertrophy. The adrenergic stimulation produced sustained increase in Fc for a wide range of stimulation frequencies in all the tested groups. / O coração possui a importante capacidade de se remodelar diante de alterações nas demandas funcionais. Serpentes apresentam a capacidade de ingestão de grandes presas e a capacidade de sobreviver a grandes períodos de privação alimentar. A ingestão de grandes massas de alimento demanda uma elevação metabólica e leva a uma compensação na massa ventricular e um aumento na força de contração do miocárdio, evitando uma sobrecarga no sistema cardiovascular. Durante o jejum ocorre depleção da estrutura corpórea podendo também atingir o músculo cardíaco. Para descrever a função cardíaca da Cascavél Sul-americana, Crotalus durissus terrificus, e as possíveis alterações diante dos extremos metabólicos, foi testada a importância do trocador Na+/Ca2+ (NCX), a funcionalidade do retículo sarcoplasmático (RS), a dependência do Ca2+ extracelular e o efeito da estimulação adrenérgica em animais adultos à temperatura constante de 30°C em período pós-absortivo, pico de SDA e após jejum prolongado. Observou-se que a massa ventricular se mantém estável mesmo durante os extremos metabólicos. Há uma diferença na geração de tensão entre as tiras da base e ápice ventriculares, presente nos 3 grupos alimentares e que pode se dar em função da orientação das fibras nas duas regiões do ventrículo. O teste com rianodina mostrou que o RS é funcional nos 3 grupos porém a dependência do cálcio proveniente do RS é menor após o jejum prolongado quando comparado aos demais grupos. O cálcio extracelular é o principal responsável pela contração do miócito cardíaco e o NCX, que fornece uma pequena parte de cálcio para a contração, é o principal bombeador de cálcio para fora da célula e é mais rápido do que a Ca2+- ATPase do RS. O meio extracelular é a principal fonte de cálcio ativador da contração sendo que o aumento de cálcio circulante disponível para a contração nos animais durante a digestão ofereceria uma vantagem contrátil para este grupo sem necessidade de hipertrofia. A adrenalina produziu um aumento substancial na Fc capaz e ser mantido por diferentes frequências de estimulação nos 3 grupos testados.