CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Durante a realizaÃÃo de transplantes renais e outras operaÃÃes sobre os rins ocorrem os fenÃmenos de isquemia/reperfusÃo cujos efeitos nocivos colocam em risco o sucesso dessas intervenÃÃes. Pesquisas tÃm sido feitas no sentido de controlar, ou ao menos diminuir, os efeitos indesejÃveis da isquemia/reperfusÃo. O objetivo desse estudo à avaliar o possÃvel efeito da l-alanil-glutamina sobre a isquemia/reperfusÃo renal mediante a determinaÃÃo, in vivo, das concentraÃÃes de glicose, piruvato, lactato e corpos cetÃnicos no sangue e no tecido renal submetido a isquemia/reperfusÃo. Isquemia de 30 min. foi induzida em dois grupos de animais de experimentaÃÃo (ratos Wistar). Em seguida, foram determinadas as alteraÃÃes ocorridas no tempo pÃs-reperfusÃo (0 min., 5mi., 15 min., 30 min.) nas concentraÃÃes sangÃÃneas e renais de glicose, piruvato, lactato e corpos cetÃnicos. Um grupo de 24 animais (6 para cada tempo) foi previamente tratado com l-alanil-glutamina administrada por via venosa e na dose de 0,75g /kg de peso. Em grupo controle com igual nÃmero de animais administrou-se, tambÃm por via venosa, o mesmo volume de soluÃÃo salina. Os resultados apontam para aumento significante na concentraÃÃo sangÃÃnea de lactato nos animais que receberam l-alanil-glutamina, logo apÃs a isquemia (tempo 0 min.) e em todos os tempos apÃs a reperfusÃo. NÃo foram constatadas alteraÃÃes significantes nas concentraÃÃes de piruvato e de glicose. No entanto, foi observada reduÃÃo significante na concentraÃÃo de corpos cetÃnicos. Os resultados obtidos sugerem aumento da atividade glicolÃtica durante o perÃodo de reperfusÃo decorrente da oferta exÃgena de l-alanil-glutamina. Tal fato deve-se, provavelmente, à ativaÃÃo do sistema carreador malato-aspartato, em razÃo da oferta de glutamato, atravÃs de seu precursor l-glutamina. / Renal tranplantation and other operations give rise to kidney ischemia/ reperfusion injuries that may interfere with the final outcome. The purpose of this study is to examine the effects of l-alanil-glutamine pre-treatment in rats subjected to renal ischemia/reperfusion. Twenty -four rats were distributed in 4 subgroups of 6 animals. Half an hour following administation of l-alanil-glutamine (0,75 g/Kg) animals were subjected to kidney ischemia during 30 minutes. Kidney arterial blood samples were collected at the end of the ischemia and 5,15 and 30 minutes later. Glucose pyruvate lactate and cetonic bodies in vivo concentrations were determined in all samples. A second group of 24 animals received i.v.saline solution pre-treatment half an hour prior to the experiment. Laboratory analysis revealed a significant increase in blood concentration of lactate in l-alanil âglutamine group and during reperfusion. The offer of l-alanil-glutamine cause no significant change on concentration of glucose and pyruvate. On the other hand it did induce to significant reduction of cetonemia in the animal group treated with l-alanil-glutamine as compared to that observed in animals from control group. It is concluded that l-alanil âglutamine pre â treatment may enhance glycolysis during ischemia-reperfusion. Activation of malate-aspartate shuttle in glucose oxidative pathway due to increase availabitity of glutamate can explain these changes.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) està entre os mais importantes agentes associados Ãs doenÃas diarreicas persistentes (DP) e mostrou-se prevalente em estudos na populaÃÃo infantil em comunidades carentes da cidade de Fortaleza. A EAEC causa lesÃo e inflamaÃÃo intestinal levando a DP e, quando associada à desnutriÃÃo, pode ocasionar um dÃficit cognitivo e reduÃÃo do crescimento infantil. Este estudo analisou in vitro (IEC-6 e HEp-2), o papel da alanil-glutamina (AG) e do betacaroteno nos mecanismos de proliferaÃÃo, apoptose e necrose e em resposta a lesÃo intestinal induzida por uma cepa EAEC selvagem (LDI001), uma cepa controle EAEC 042 e uma cepa de E. coli HS comensal. A cepa LDI001 foi isolada de uma crianÃa desnutrida. Na viabilidade celular houve uma reduÃÃo significativa (p<0.05) pÃs-infecÃÃo com as EAECs nas concentraÃÃes de 105UFC/mL nos tempos de 12, 24 e 48 horas. Contudo, a cepa comensal apenas alterou no tempo tardio (48h). As cÃlulas lesionadas por EAEC diminuÃram a transcriÃÃo (p<0.05) do mRNA dos genes c-jun e c-fos e, apenas tardiamente (12h), com a cepa comensal. A apoptose celular aumentou (p<0.05) apÃs a infecÃÃo com todas as cepas em 24h. PorÃm, o dano persistiu elevado apenas nas cÃlulas tratadas com as cepas de EAEC. A cepa 042 aumentou as cÃlulas necrÃticas (p<0.05) em todos os tempos, embora a LDI001 causou o dano apenas em 24h.Todas as cÃlulas infectadas sofreram aumento da transcriÃÃo (p<0.05) de caspase 8 em 12h. Houve aumento trascricional (p<0.05) de NF-kB em 12h nas cÃlulas infectadas. Enquanto os nÃveis de transcriÃÃo de IL-8 foram altos imediatamente ao termino da infecÃÃo (0h) e houve reduÃÃo em 12h. A LDI001 causou reduÃÃo da viabilidade celular vinculada à sua aÃÃo apoptÃtica. A EAEC 042 induziu danos tanto pela apoptose como a necrose celular. A cepa comensal mostrou um perfil diferenciado das outras cepas provavelmente por nÃo apresentar genes de virulÃncia. A suplementaÃÃo com AG 1mM foi capaz de aumentar a proliferaÃÃo celular (p<0.05) associado a reduÃÃo da apoptose e necrose (p<0.05) nas cÃlulas pÃs-infectadas nos tempos de 12, 24 e 48h. Contudo, a presenÃa de AG 1mM nas cÃlulas infectadas nÃo alterou os baixos nÃveis transcricionais de c-jun e c-fos promovidos pela infecÃÃo, e nÃo conseguiu bloquear a transcriÃÃo significante (p<0.05) de caspase 8. Os nÃveis de transcriÃÃo de NF-kB ainda permaneceu aumentado (p<0.05) na presenÃa de AG em cÃlulas pÃs-infectadas no tempo de 12h. Percebeu-se a continua reduÃÃo temporal da transcriÃÃo de IL-8 nÃo estava associada ao tratamento das cÃlulas infectadas com AG 1mM. A suplementaÃÃo com AG obteve efeitos positivos na proteÃÃo epitelial contra os danos causados pela infecÃÃo das cepas tanto nos processos proliferativos quanto na inibiÃÃo de morte celular. Contudo, a alanil-glutamina nÃo bloqueou a transcriÃÃo de caspase 8 podendo sua funÃÃo antiapoptÃtica estar relacionada a outra via de aÃÃo no presente modelo em estudo. O tratamento com betacaroteno promoveu a reversÃo do dano na viabilidade celular significativa (p<0.05) apenas em 24h apÃs infecÃÃo. Enquanto a presenÃa do betacaroteno em cÃlulas pÃs-infectadas com EAEC selvagem causou aumento de apoptose e necrose (p<0.05) em 48h. CÃlulas infectadas tratadas com betacaroteno nÃo aumentaram os nÃveis de c-jun e c-fos e tambÃm nÃo conseguiram bloquear a transcriÃÃo de caspase 8 e aumentaram (p<0.05) os nÃveis de caspase 3 no tempo de 12h. O betacaroteno mostrou-se potencialmente lesivo Ãs cÃlulas causando morte celular, provavelmente, relacionado aos seus efeitos prooxidantes. / Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) is among the most important agents associated with persistent diarrhea (DP) and was prevalent in studies in children in poor communities in the city of Fortaleza. EAEC cause intestinal injury and inflammation leading to DP and, when combined with malnutrition, can cause a cognitive deficit and infant growth impairment. The current study examined in vitro (IEC-6 and HEp-2) intestinal pathophysiology of three strains: EAEC wild type, EAEC 042 (positive control) and non-pathogenic E.coli HS as well as the role of alanyl-glutamine (AG) and beta-carotene in the mechanisms of proliferation, apoptosis and necrosis in response to the injury caused by EAEC strains. The wild type strain was isolated from a malnourished child. Intestinal cells viability assay in showed a significant reduction (p<0.05) after post-infection with EAEC strains at concentrations of 105UFC/mL in 12, 24 and 48 hours. However, the E.coli HS only changed the intestinal cell viability after 48 hours. EAEC post-infected intestinal cells presented mRNA transcription decrease (p<0.05) of c-jun and c-fos at the period of zero, 6 and 12 hours after infection was terminated, but E.coli HS showed this decrease only after 12h of infection. Intestinal cell apoptosis increased after infection by all strains 24h of infection. However, the cell damage remained intense in the cells treated only with EAEC strains. EAEC 042 increased cell necrosis (p<0.05) in all evaluated periods, but the wild type strain caused damage with only at the period of 24h. All infected cells had a mRNA transcription increase of caspase 8 gene (p<0.05) in12h. NF-kB mRNA transcription increase (p<0.05) was seen in infected cells only in the period of 12h. While transcription levels of IL-8 were extremely high immediately after the infection was interrupted (0h), that was a drastic reduction at 12h after the end of infection. The wild type strain caused a reduction in cell viability linked apoptosis. However, EAEC 042 induced this decrease as also cellular necrosis. E. coli HS showed a different infection profile probably because its lack of virulence genes. AG 1mM supplementation was able to enhance cell proliferation (p<0.05) associated with apoptosis and necrosis reduction (p<0.05) in post-infected cells at the periods of 12, 24 and 48h. However, the presence of AG 1mM in infected cells did not affect the mRNA transcription low levels of c-jun and c-fos as seen after EAEC infection, and failed to block caspase 8 mRNA transcription increase (p<0.05). The IL-8 mRNA transcription temporal reduction was not associated with AG treatment in post-infected cells. Supplementation with AG had positive effects on epithelial protection against damage caused by both EAEC strains in proliferation assay and inhibition of cell death. However, since caspase 8 mRNA transcription decrease was not observed after AG treatment, AG anti-apoptosis feature could be probably related to another mechanism. Beta-carotene cell damage reversal on cell viability assay was statistical significant (p<0.05) 24 hours after infection was ended. Beta-carotene caused 48h apoptosis and necrosis (p<0.05) in wild type strain post-infected cells. Infected cells treated with beta-carotene could not block c-jun and c-fos mRNA transcription reduction and also failed to inhibit caspase 8 mRNA transcription, but beta-carotene itself increased levels of caspase 3 at the period of 12h after infection. Beta-carotene was shown to be potentially harmful to intestinal cells causing cell death probably related to its pro-oxidant effects.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / IntroduÃÃo: Apesar do reconhecimento das alteraÃÃes intestinais associadas à desnutriÃÃo e dos efeitos trÃficos da alanil-glutamina (AG) na funÃÃo de barreira intestinal, medida pela taxa de excreÃÃo urinÃria de Lactulose: Manitol, ainda sÃo escassos os estudos para determinar o efeito de suplementaÃÃo oral da AG em crianÃas desnutridas. Objetivos: Examinar o efeito de suplementaÃÃo oral de AG ou placebo glicina (G) na funÃÃo de barreira intestinal e crescimento em crianÃas sob risco nutricional residentes na comunidade do Parque UniversitÃrio do Pici. MÃtodos: Ensaio clÃnico randomizado controlado em crianÃas maiores de 6 meses e menores de 8 anos de idade, com pelo menos um dos escores z para os indicadores antropomÃtricos (IAs) (peso-para-idade, estatura-para-idade e peso-para-estatura) < -1. Cento e sete crianÃas foram randomizadas, entre julho de 2003 a novembro de 2004, para receberem AG (24g/dia) ou G (25g/dia) em quantidades isonitrogÃnicas por 10 dias. A excreÃÃo urinÃria de Lactulose:Manitol foi utilizada como medida da permeabilidade intestinal e realizada nos 1 e 10 dias do protocolo de estudo. O peso e estatura das crianÃas foram coletados nos 1Â, 10Â, 30 e 120 dias do protocolo de estudo para cÃlculo dos IAs. Resultados: O percentual da excreÃÃo urinÃria de lactulose diminuiu significantemente no grupo que recebeu AG, mas nÃo no grupo que recebeu G ( p < 0,05 teste t de Student). A melhora cumulativa nos indicadores antropomÃtricos, peso-para-estatura e peso-para-idade, no 120 dia do protocolo de estudo foi significante quando realizado a anÃlise de covariÃncia no grupo que recebeu AG versus o grupo que recebeu glicina (respectivamente, p <0,04 e <0,029). Durante o perÃodo de estudo foram observados um total de vinte (19%) Eventos Adversos (EAs) na seguinte ordem de freqÃÃncia: vÃmitos (8,4%), diarrÃia (2,8%), nÃuseas (1,9%), infecÃÃo respiratÃria (1,9%), escabiose (1,9%), asma (0,9%), epistaxe (0,9%). Os EAs nÃo foram diferentes na anÃlise estatÃstica entre os grupos estudados e somente trÃs dos EAs foram considerados como SÃrios Eventos Adversos (SEAs ), dois no grupo da alanil-glutamina (1 asma e 1 diarrÃia) e um no grupo da glicina (1 diarrÃia). ConclusÃes: A suplementaÃÃo oral de AG por 10 dias melhorou a permeabilidade intestinal e o estado nutricional em crianÃas sob risco nutricional residentes em uma comunidade de Fortaleza / Introduction: In spite of the recognition of alterations in intestinal barrier function associated with malnutrition and the trophic effects of alanyl-glutamine (AG) on intestinal barrier function, measured by the rate of urinary excretion of Lactulose:Manitol, there are still few studies determining the effect of oral supplementation of AG in malnourished children. Objectives: Examine the effect of oral AG supplementation or the placebo Glycine (G) on intestinal barrier function and growth in children who are at risk for malnutrition and are residents of the University Park of Pici community. Methods: Double blind randomized study in children between 6 months and 8 years of age, with at least one of the z scores for the anthropometrical indicators (AIs) (weight-for-age, height-for-age, and weight-for-height) less than minus one. One hundred and seven children were randomized between July 2003 and November 2004, to receive AG (24 g/day) or G (25 g/day) in iso-nitrogenic quantities for 10 days. The urinary excretion of Lactulose:Mannitol was used as a measure of intestinal permeability, and was performed on the first and tenth days of the study protocol. The weight and height of the children were collected on the 1, 10, 30, and 120 days of the study protocol to calculate the AIs. Results: The percentage of urinary excretion of Lactulose decreased significantly in the group that received AG (p < 0.05 Student T test), but not in the group that received G. The cumulative improvement in the Anthropometrical Indicators, weight-for-height and weight-for-age on the 120 day of the study protocol were significant when covariant analysis was performed in the group which received AG versus the control group G (p < 0.04 and < 0.029, respectively). During the study period a total of 20 (19%) Adverse Events (AEs) were observed in the following order of frequency: vomiting (8.4%), diarrhea (2.8%), nausea (1.9%), respiratory infection (1.9%), scabies (1.9%), asthma (0.9%), epistaxis (0.9%). The AEs were not statistical different between the study groups, and only three of the AEs were considered Serious Adverse Events (SEAs), two in the AG group (1 asthma and 1 diarrhea) and one in the G group (1 diarrhea). Conclusions: The oral supplementation of AG for 10 days improved intestinal permeability and nutritional status in children at risk for malnutrition in a Fortaleza community

Subprojeto 1: Determinação do efeito anti-inflamatório e citoprotetor da suplementação com L-glutamina e L-alanina, ou com L-alanil-L-glutamina (DIP) em ratos submetidos a treinamento resistido. Exercícios intensos reduzem a disponibilidade de glutamina, comprometendo a função imune e a recuperação de atletas. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da suplementação oral crônica com L-glutamina e L-alanina, nas formas livres ou como dipeptídeo (DIP), sobre parâmetros de lesão, inflamação e citoproteção em ratos Wistar adultos submetidos a treinamento resistido (TR). Neste estudo, o TR reduziu a concentração de glutamina no plasma e no músculo EDL. No entanto, este efeito foi atenuado pelos suplementos contendo L-glutamina, os quais aumentaram os conteúdos da proteína de resposta ao estresse (HSP70) em células do sistema imune (PBMC) e no EDL, concomitantemente à redução da ativação do NF-kB e a da concentração de citocinas no EDL. O efeito protetor das suplementações também foi evidenciado pela atenuação de marcadores de lesão (CK e LDH) e inflamação (TNF-&#945 e IL-1&#946), bem como pelo aumento nas concentrações de marcadores anti-inflamatórios (IL-6, IL-10 e MCP-1) no plasma. Nossos resultados sugerem que a suplementação oral crônica com L-glutamina (administrada com L-alanina livre ou como DIP) promoveu efeitos citoprotetores mediados pela HSP70 em resposta à lesão e inflamação induzidas pelo TR. Subprojeto 2: Efeitos da L-alanil-L-glutamina sobre as vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K, e citoproteção em células musculoesqueléticas C2C12. O dipeptídeo L-alanil-L-glutamina é conhecido por modular o metabolismo e a viabilidade celular. Contudo, os efeitos sobre os componentes clássicos das vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K, bem como o efeito citoprotetor em células musculares, são pouco esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito do DIP sobre as vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K em miotubos C2C12, em condições normais ou resistentes à insulina. A exposição crônica à insulina (24h) promoveu resistência à insulina, reduzindo os conteúdos totais do receptor beta (IR-&#946;) e do substrato do receptor de insulina (IRS-1), e diminuindo a fosforilação de IRS-1, AKT e P44/42 MAPK. Adicionalmente, houve redução na expressão do transportador de glicose (GLUT4) e HSP70, redução da viabilidade celular e menor fosforilação de p70S6k e S6, proteínas relacionadas à síntese proteica. Em contraste, a suplementação com DIP aumentou os conteúdos totais de IR-&#946 e IRS-1 e a fosforilação de IRS-1 e AKT. A glicólise anaeróbia e a capacidade glicolítica, além da fosforilação de p70S6k e S6, foram aumentadas pelo DIP em condições normais e na resistência à insulina. Nestas condições experimentais, nossos resultados sugerem que a suplementação com DIP melhorou as vias de sinalizações da insulina e da mTOR/S6K, aumentou a captação e metabolização da glicose, independente da estimulação com insulina e, finalmente, promoveu citoproteção resgatando parcialmente as células de um estado resistente à insulina, por meio do aumento de HSP70 e ativação das etapas finais da via mTOR/S6K. / Subproject 1: Determination of the anti-inflammatory and cytoprotective effects of supplementation with L-glutamine and L-alanine, or with L-alanyl-L-glutamine in rats submitted to resistance training. Intense exercise reduces glutamine availability, compromising immune function and recovery of athletes. The objective of the study was to evaluate the effects of chronic oral supplementation with L-glutamine and L-alanine, in their free form or as dipeptide (DIP), on muscle damage, inflammation and cytoprotection in adult Wistar rats submitted to resistance training (RT). In this study, RT reduced glutamine concentration in plasma and EDL muscle. However, this effect was attenuated by supplements containing L-glutamine, which increased the contents of the stress response protein (HSP70) in immune system cells (PBMC) and EDL, concomitantly with the reduction of NF-kB activation and the concentration of cytokines in EDL. The protective effect of supplementation was also evidenced by attenuation of lesion markers (CK and LDH) and inflammation (TNF-&#945; and IL-1&#946;), as well as by the increase in anti-inflammatory plasma markers (IL-6, IL-10 and MCP-1). Our results suggest that chronic oral supplementation with L-glutamine (administered along with free L-alanine or as DIP) promoted HSP70-mediated cytoprotective effects in response to RT-induced injury and inflammation. Subproject 2: Effects of L-alanyl-L-glutamine on the components of insulin and mTOR/ S6K signaling pathways and cytoprotection in C2C12 musculoskeletal cells. The dipeptide L-alanyl-L-glutamine is known to modulate metabolism and cell viability. However, the effects on the classical components of insulin and mTOR/ S6K signaling pathways, as well as the cytoprotective effect on muscle cells, are poorly understood. The aim of this study was to investigate the effect of DIP on insulin and mTOR/ S6K signaling pathways in C2C12 myotubes, under normal or insulin resistant conditions. Chronic insulin exposure (24h) promoted insulin resistance, reducing the total contents of the insulin receptor (IR-&#946) and the insulin receptor substrate (IRS-1), and decreasing the phosphorylation of IRS-1, AKT and P44/ 42 MAPK. In addition, there was a reduction in the expression of glucose transporter (GLUT4) and HSP70, reduction of cell viability and defective phosphorylation of p70S6k and S6, which are related to protein synthesis. On the other hand, DIP supplementation increased the total contents of IR-&#946 and IRS-1 and the phosphorylation of IRS-1 and AKT. Anaerobic glycolysis and glycolytic capacity, in addition to phosphorylation of p70S6k and S6, were increased by DIP under normal conditions and in insulin resistance. In our experimental conditions, our results suggest that DIP supplementation improved the signaling pathways of insulin and mTOR/ S6K, increased glucose uptake and metabolism, independent of insulin stimulation, and finally promoted cytoprotection by partially rescuing the cells of an insulin resistant state, by increasing HSP70 and activating the final stages of the mTOR/ S6K pathway.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Instituto Dr. Josà Frota / Foram investigados os efeitos metabÃlicos da L-alanil-glutamina nas concentraÃÃes sanguÃneas e teciduais dos metabÃlitos (piruvato, lactato, glicose, acetoacetato, 3-hidroxibutirato, corpos cetÃnicos e ATP) em ratos Wistar submetidos à isquemia/reperfusÃo do membro pÃlvico. Utilizaram-se 96 ratos adultos, machos, distribuÃdos aleatoriamente em 4 grupos numericamente iguais e prÃ-tratados com soluÃÃo salina 2,0 mL (G-1 e G-3) ou L-alanil-glutamina 0,75 g Kg-1(G-2 e G-4), durante 7 dias. Uma hora apÃs a Ãltima gavagem, todos os ratos foram submetidos ao pinÃamento da artÃria ilÃaca esquerda ou operaÃÃo simulada. ApÃs 3 horas a pinÃa foi removida; nos grupos simulados realizou-se nova intervenÃÃo cirÃrgica. Amostras (mÃsculo, fÃgado, rim e sangue) foram coletadas ao final da isquemia mÃxima (T-0) e durante a reperfusÃo (1, 3 e 6h). Os metabÃlitos foram determinados por ensaio enzimÃtico e expressos como MÃdia  E.P.M. Testes nÃo paramÃtricos (Mann-Whitney e Kruskal-Wallis/Dunn) foram utilizados para a anÃlise estatÃstica. O nÃvel de significÃncia foi de p<0,05. NÃo foi evidenciada elevaÃÃo nas concentraÃÃes de lactato, piruvato e glicose durante a lesÃo de isquemia ou reperfusÃo, comparando-se os grupos tratados com soluÃÃo salina (G-1 vs. G-2). Por outro lado houve reduÃÃo nas concentraÃÃes de corpos cetÃnicos em tecido muscular no tempo de isquemia mÃxima e hiperglicemia durante o perÃodo de reperfusÃo. Houve elevaÃÃo nas concentraÃÃes hepÃticas de lactato e glicose muscular e reduÃÃo de lactato no mesmo tecido, nos ratos prÃ-tratados com o dipeptÃdeo. Observou-se ainda, nos mesmos animais, elevaÃÃo das concentraÃÃes de corpos cetÃnicos no fÃgado, no sangue, no mÃsculo e nas concentraÃÃes renais de lactato. Conclui-se, portanto, que o modelo de pinÃamento da artÃria ilÃaca esquerda promove alteraÃÃes metabÃlicas decorrentes da lesÃo de isquemia/reperfusÃo. O dipeptÃdeo L-ALA-GLN induz aumento nas concentraÃÃes hepÃticas de lactato, promove elevaÃÃo de glicose muscular e reduÃÃo de lactato no mesmo tecido indicando aumento no âturn overâ de glicose. O dipeptÃdeo causou aumento da cetogÃnese, cetonemia e captaÃÃo de corpos cetÃnicos durante a reperfusÃo, assim como hiperlactacemia e aumento nas concentraÃÃes renais de lactato. Maior atividade glicolÃtica em tecidos perifÃricos, via ativaÃÃo do ciclo malato-aspartato, levou a diminuiÃÃo da resistÃncia insulÃnica com possÃvel queda de insulinemia, com aumento da cetogÃnese. / A study has been conducted to investigate the effects of L-alanyl-glutamine upon blood and tissue concentrations of metabolites (pyruvate, lactate, glucose, acetoacetato, 3-hydroxybutyrate, ketone bodies and ATP) in Wistar rats subjected to ischemia/reperfusion of hind limb. Ninety-six adult male rats were randomized in 4 groups and pre-treated with saline 2.0 mL (G-1,G-3) or L-alanyl-glutamine solution 0.75 mgKg-1(G-2, G-4) during 7 days. One-hour after the last gavage all rats were submitted to clamping of the left iliac artery or sham operation. The clamp was removed after 3 h; sham rats were operated once more. Muscle, liver, kidney and blood samples were collected at the end of ischemia and at 1-3-6 h during reperfusion. Metabolites were submitted to enzymatic analyses. Results were expressed as Mean  S.E.M. Non-parametric tests (Mann-Whitney and Kruskal-Wallis/Dunn) were utilized for statistical analyses. P<0.05 was accepted as significant. Lactate, pyruvate and glucose concentrations did not increase during ischemia or reperfusion in rats pre-treated with saline (G-1 vs. G-2). On the other hand ketone bodies concentrations were decreased in T-0 and blood glucose was elevated during reperfusion. Liver lactate and muscle glucose were increased and lactate concentration was decreased in L-alanyl-glutamine pre-treated rats. Ketone bodies were elevated in the liver, muscle and blood and renal lactate was also elevated in the aforementioned rats. It is concluded that the model utilized in this study promotes significant metabolic alterations due to ischemia/reperfusion injury. L-Ala-Gln dipeptide induced increased hepatic lactate and muscle glucose concentrations and decreased of muscle lactate concentrations point out to increased turnover of glucose. L-Ala-Gln also induced increased ketogenesis, ketonemia and ketone bodies uptake during reperfusion along with increased lactacidemia and kidney lactate concentrations. Increased glycolytic activity in peripheral tissues via malate-aspartate shuttle activation lead to decreased insulin resistance with possible decrease in plasma insulin levels and increased ketogenesis.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / nÃo hà / Foram investigados os efeitos do prÃ-tratamento com l-alanil-glutamina (L-Ala-Gln) sobre as concentraÃÃes de glicose, piruvato, lactato e ATP na medula espinhal e sangue em ratos submetidos à isquemia/reperfusÃo medular. Utilizaram-se 72 ratos Wistar adultos, machos, distribuÃdos em dois grupos, numericamente iguais e prÃ-tratados com soluÃÃo salina (2,0 ml) ou soluÃÃo de L-Ala-Gln a 20% (0,75g/Kg peso) ApÃs 30 minutos os ratos de cada grupo foram aleatoriamente distribuÃdos em dois subgrupos (n=18). Os ratos prÃ-tratados com soluÃÃo salina (n=18) foram submetidos ao trauma cirÃrgico (G1) ou ao trauma seguido de pinÃamento da aorta abdominal infra-diafragmÃtica durante 30 minutos (G2), seguido por 10 ou 20 minutos de reperfusÃo Os animais prÃ-tratados com L-Ala-Gln foram submetidos aos mesmos procedimentos. Amostras (medula espinhal e sangue arterial) foram coletadas ao tÃrmino de perÃodo de isquemia e 10/20 minutos mais tarde. Os metabÃlitos foram determinados por ensaio enzimÃtico e expressos como MÃdia  E.P.M. Os testes âtâ de Student ou Mann-Whitney foram utilizados nas anÃlises estatÃsticas. O nÃvel de significÃncia foi de p<0,05. O trauma cirÃrgico seguido de isquemia/reperfusÃo (G2) nÃo induziu alteraÃÃes nas concentraÃÃes de glicose e lactato no sangue ou na medula dos animais prÃ-tratados com soluÃÃo salina, comparados ao grupo G1. Entretanto, a concentraÃÃo de piruvato medular reduziu-se significativamente aos 20 minutos de reperfusÃo, na medula no G2 e nos ratos prÃ-tratados com L-Ala-Gln (G3), comparados ao grupo G1. As concentraÃÃes de ATP reduziram-se significativamente no grupo G4, refletindo um maior consumo para a produÃÃo de energia. As concentraÃÃes de lactato aumentaram significativamente durante a reperfusÃo nos ratos prÃ-tratados com L-Ala-Gln, possivelmente por uma maior conversÃo de piruvato a lactato. Conclui-se que o modelo utilizado nÃo foi eficiente na produÃÃo de uma isquemia medular importante. Por outro lado, o prÃ-tratamento com L-Ala-Gln na vigÃncia do aumento das concentraÃÃes de lactato no sangue e na medula pode ser devido à glicÃlise aumentada, possivelmente secundÃria a maior disponibilidade de glutamato, produzindo ativaÃÃo da lanÃadeira malato-aspartato / A study has been conducted to investigate the effects of L-alanyl-glutamine (L-Ala-Gln) upon blood and tissue (spinal cord) concentrations of glucose, pyruvate, lactate and ATP in rats subjected to spinal cord ischemia/reperfusion. Seventy-two male Wistar rats distributed in 2 equal groups received either saline 2.0 ml or 20% solution of L-Ala-Gln (0.75g/Kg). Thirty minutes later rats of each group were randomized in two subgroups (n=18) and subjected to surgical trauma (G1) or to surgical trauma and infradiafragmatic aortic clamping for 30 minutes (G2), followed by 10 or 20 minutes of reperfusion. L-Ala-Gln treated rats were subjected to the same procedures (G3 and G4, respectively). Arterial blood and spinal cord samples were collected and the end of ischemia and 10/20 minutes later. Metabolites were submitted to enzymatic analyses. Results were expressed as Mean  S.E.M. Studentâs âtâ and Mann-Whitney tests were utilized for statistical analyses. P<0.05 was accepted as significant. Blood and spinal cord glucose and lactate were not different in G1 and G2 rats. However, spinal cord pyruvate concentrations decreased significantly after 20 minutes of reperfusion in L-Ala-Gln treated rats (G3) compared with G1. ATP concentrations decreased significantly in G4 rats, reflecting an increased utilization for energy production. Lactate concentrations were also increased during reperfusion in ischemic L-Ala-Gln treated rats (G4) possibly due to an increased turnover of pyruvate to lactate. It is concluded that the model utilized in this study did not induce an important spinal cord ischemia. Increased blood and spinal cord lactate concentrations could be related to enhanced glycolysis possibly secondary to increased glutamate availability leading to malate-aspartate shuttle activation

Subprojeto 1: Determinação do efeito anti-inflamatório e citoprotetor da suplementação com L-glutamina e L-alanina, ou com L-alanil-L-glutamina (DIP) em ratos submetidos a treinamento resistido. Exercícios intensos reduzem a disponibilidade de glutamina, comprometendo a função imune e a recuperação de atletas. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da suplementação oral crônica com L-glutamina e L-alanina, nas formas livres ou como dipeptídeo (DIP), sobre parâmetros de lesão, inflamação e citoproteção em ratos Wistar adultos submetidos a treinamento resistido (TR). Neste estudo, o TR reduziu a concentração de glutamina no plasma e no músculo EDL. No entanto, este efeito foi atenuado pelos suplementos contendo L-glutamina, os quais aumentaram os conteúdos da proteína de resposta ao estresse (HSP70) em células do sistema imune (PBMC) e no EDL, concomitantemente à redução da ativação do NF-kB e a da concentração de citocinas no EDL. O efeito protetor das suplementações também foi evidenciado pela atenuação de marcadores de lesão (CK e LDH) e inflamação (TNF-&#945 e IL-1&#946), bem como pelo aumento nas concentrações de marcadores anti-inflamatórios (IL-6, IL-10 e MCP-1) no plasma. Nossos resultados sugerem que a suplementação oral crônica com L-glutamina (administrada com L-alanina livre ou como DIP) promoveu efeitos citoprotetores mediados pela HSP70 em resposta à lesão e inflamação induzidas pelo TR. Subprojeto 2: Efeitos da L-alanil-L-glutamina sobre as vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K, e citoproteção em células musculoesqueléticas C2C12. O dipeptídeo L-alanil-L-glutamina é conhecido por modular o metabolismo e a viabilidade celular. Contudo, os efeitos sobre os componentes clássicos das vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K, bem como o efeito citoprotetor em células musculares, são pouco esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito do DIP sobre as vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K em miotubos C2C12, em condições normais ou resistentes à insulina. A exposição crônica à insulina (24h) promoveu resistência à insulina, reduzindo os conteúdos totais do receptor beta (IR-&#946;) e do substrato do receptor de insulina (IRS-1), e diminuindo a fosforilação de IRS-1, AKT e P44/42 MAPK. Adicionalmente, houve redução na expressão do transportador de glicose (GLUT4) e HSP70, redução da viabilidade celular e menor fosforilação de p70S6k e S6, proteínas relacionadas à síntese proteica. Em contraste, a suplementação com DIP aumentou os conteúdos totais de IR-&#946 e IRS-1 e a fosforilação de IRS-1 e AKT. A glicólise anaeróbia e a capacidade glicolítica, além da fosforilação de p70S6k e S6, foram aumentadas pelo DIP em condições normais e na resistência à insulina. Nestas condições experimentais, nossos resultados sugerem que a suplementação com DIP melhorou as vias de sinalizações da insulina e da mTOR/S6K, aumentou a captação e metabolização da glicose, independente da estimulação com insulina e, finalmente, promoveu citoproteção resgatando parcialmente as células de um estado resistente à insulina, por meio do aumento de HSP70 e ativação das etapas finais da via mTOR/S6K. / Subproject 1: Determination of the anti-inflammatory and cytoprotective effects of supplementation with L-glutamine and L-alanine, or with L-alanyl-L-glutamine in rats submitted to resistance training. Intense exercise reduces glutamine availability, compromising immune function and recovery of athletes. The objective of the study was to evaluate the effects of chronic oral supplementation with L-glutamine and L-alanine, in their free form or as dipeptide (DIP), on muscle damage, inflammation and cytoprotection in adult Wistar rats submitted to resistance training (RT). In this study, RT reduced glutamine concentration in plasma and EDL muscle. However, this effect was attenuated by supplements containing L-glutamine, which increased the contents of the stress response protein (HSP70) in immune system cells (PBMC) and EDL, concomitantly with the reduction of NF-kB activation and the concentration of cytokines in EDL. The protective effect of supplementation was also evidenced by attenuation of lesion markers (CK and LDH) and inflammation (TNF-&#945; and IL-1&#946;), as well as by the increase in anti-inflammatory plasma markers (IL-6, IL-10 and MCP-1). Our results suggest that chronic oral supplementation with L-glutamine (administered along with free L-alanine or as DIP) promoted HSP70-mediated cytoprotective effects in response to RT-induced injury and inflammation. Subproject 2: Effects of L-alanyl-L-glutamine on the components of insulin and mTOR/ S6K signaling pathways and cytoprotection in C2C12 musculoskeletal cells. The dipeptide L-alanyl-L-glutamine is known to modulate metabolism and cell viability. However, the effects on the classical components of insulin and mTOR/ S6K signaling pathways, as well as the cytoprotective effect on muscle cells, are poorly understood. The aim of this study was to investigate the effect of DIP on insulin and mTOR/ S6K signaling pathways in C2C12 myotubes, under normal or insulin resistant conditions. Chronic insulin exposure (24h) promoted insulin resistance, reducing the total contents of the insulin receptor (IR-&#946) and the insulin receptor substrate (IRS-1), and decreasing the phosphorylation of IRS-1, AKT and P44/ 42 MAPK. In addition, there was a reduction in the expression of glucose transporter (GLUT4) and HSP70, reduction of cell viability and defective phosphorylation of p70S6k and S6, which are related to protein synthesis. On the other hand, DIP supplementation increased the total contents of IR-&#946 and IRS-1 and the phosphorylation of IRS-1 and AKT. Anaerobic glycolysis and glycolytic capacity, in addition to phosphorylation of p70S6k and S6, were increased by DIP under normal conditions and in insulin resistance. In our experimental conditions, our results suggest that DIP supplementation improved the signaling pathways of insulin and mTOR/ S6K, increased glucose uptake and metabolism, independent of insulin stimulation, and finally promoted cytoprotection by partially rescuing the cells of an insulin resistant state, by increasing HSP70 and activating the final stages of the mTOR/ S6K pathway.

Avaliou-se o efeito do N-acetilmuramil-L-alanil-D-isoglutamina (MDP) na regeneração de neurônios periféricos em animais adultos. O nervo ciático esquerdo de oito camundongos machos adultos da linhagem C57BL/6J foi seccionado e o coto proximal e distal foram ancorados no interior de um tubo de polietileno (TP) com diâmetro interno de 0,76 mm, mantendo-se uma distância de quatro mm entre os mesmos. Os animais foram divididos aleatória e eqüitativamente em dois grupos e receberam 2&micro;l de solução purificada de colágeno (Vitrogen&reg;2,4 mg/ml) (COL) ou colágeno e MDP na proporção de 1:1 obtendo-se uma concentração de 1 mM (COL/MDP). Outros quatro animais não operados serviram como controle de normalidade (NOR). Após quatro semanas, os TP com os cabos de regeneração (CR) no seu interior, foram coletados para determinação do número de axônios mielínicos e da média do diâmetro das fibras mielínicas regeneradas. Os resultados revelaram diferença significativa no número de axônios entre os grupos NOR (4355 ± 32), COL (1869 ± 289) e COL/MDP (2430 ± 223). Houve redução significativa no diâmetro das fibras mielínicas nos grupos que receberam as próteses tubulares (COL= 3,38 &micro;m ± 1,16 e COL/MDP= 3,54 &micro;m ± 1,16) quando comparados ao grupo NOR (6,19 &micro;m± 2,45). O gânglio da raiz dorsal L5 também foi removido e seccionado em série para a contagem e mensuração dos neurônios sensitivos. O número de neurônios não diferiu entre os grupos experimentais (COL = 564 ± 51 e COL/MDP = 514 ± 56), os quais apresentaram menor número de neurônios sensitivos em relação ao grupo não operado (NOR = 1097 ± 142). Os resultados indicam que a aplicação local do MDP estimula a regeneração de nervos em camundongos. / N-acetylmuramyl-L-alanyl-D-isoglutamine (MDP) was evaluated for its effect on the regenerating peripheral neurons in adult animals. The left sciatic nerve of nine male adult mice C57BL/6J was cut, the proximal and distal nerve stumps were inserted into a polyethylene tube (PT) with 0,76 mm inner diameter, leaving a four mm distance gap. Animals were randomly distributed into two groups and received 2&micro;l of purified preparation of collagen (Vitrogen&reg; 2,4 mg/ml) (COL) or collagen and MDP made up in 1:1 volume ratio, obtaining a 1 mM (COL/MDP) concentration. Other four non-operated animals served as controls (NOR). After four weeks, PT with the regenerated nerve cables (RC), were processed for total myelinated axon counts and myelinated fiber diameter. The results revealed significant difference (p<0.05) in the axons count among the groups NOR (4355 ± 32), COL (1869 ± 289) and COL/MDP (2430 ± 223). There was a significant reduction in the diameter of myelinated fibers in the operated groups (COL = 3,38 &micro;m ± 1,16 and COL/MDP = 3,54 &micro;m ± 1,16) when compared to non-operated animals (6,19 &micro;m ± 2,45). The L5 dorsal root ganglion (DRG) was also removed form the same mice and serially sectioned for sensory neurons count and measurement. No difference was found in the number of DRG neurons among the experimental groups (COL = 564 ± 51 and COL/MDP = 514 ± 56), which presented fewer sensory neurons compared to non-operated group (NOR = 1097 ± 142). The results indicate that the locally applied MDP stimulates peripheral nerve regeneration in mice.

Avaliou-se o efeito do N-acetilmuramil-L-alanil-D-isoglutamina (MDP) na regeneração de neurônios periféricos em animais adultos. O nervo ciático esquerdo de oito camundongos machos adultos da linhagem C57BL/6J foi seccionado e o coto proximal e distal foram ancorados no interior de um tubo de polietileno (TP) com diâmetro interno de 0,76 mm, mantendo-se uma distância de quatro mm entre os mesmos. Os animais foram divididos aleatória e eqüitativamente em dois grupos e receberam 2&micro;l de solução purificada de colágeno (Vitrogen&reg;2,4 mg/ml) (COL) ou colágeno e MDP na proporção de 1:1 obtendo-se uma concentração de 1 mM (COL/MDP). Outros quatro animais não operados serviram como controle de normalidade (NOR). Após quatro semanas, os TP com os cabos de regeneração (CR) no seu interior, foram coletados para determinação do número de axônios mielínicos e da média do diâmetro das fibras mielínicas regeneradas. Os resultados revelaram diferença significativa no número de axônios entre os grupos NOR (4355 ± 32), COL (1869 ± 289) e COL/MDP (2430 ± 223). Houve redução significativa no diâmetro das fibras mielínicas nos grupos que receberam as próteses tubulares (COL= 3,38 &micro;m ± 1,16 e COL/MDP= 3,54 &micro;m ± 1,16) quando comparados ao grupo NOR (6,19 &micro;m± 2,45). O gânglio da raiz dorsal L5 também foi removido e seccionado em série para a contagem e mensuração dos neurônios sensitivos. O número de neurônios não diferiu entre os grupos experimentais (COL = 564 ± 51 e COL/MDP = 514 ± 56), os quais apresentaram menor número de neurônios sensitivos em relação ao grupo não operado (NOR = 1097 ± 142). Os resultados indicam que a aplicação local do MDP estimula a regeneração de nervos em camundongos. / N-acetylmuramyl-L-alanyl-D-isoglutamine (MDP) was evaluated for its effect on the regenerating peripheral neurons in adult animals. The left sciatic nerve of nine male adult mice C57BL/6J was cut, the proximal and distal nerve stumps were inserted into a polyethylene tube (PT) with 0,76 mm inner diameter, leaving a four mm distance gap. Animals were randomly distributed into two groups and received 2&micro;l of purified preparation of collagen (Vitrogen&reg; 2,4 mg/ml) (COL) or collagen and MDP made up in 1:1 volume ratio, obtaining a 1 mM (COL/MDP) concentration. Other four non-operated animals served as controls (NOR). After four weeks, PT with the regenerated nerve cables (RC), were processed for total myelinated axon counts and myelinated fiber diameter. The results revealed significant difference (p<0.05) in the axons count among the groups NOR (4355 ± 32), COL (1869 ± 289) and COL/MDP (2430 ± 223). There was a significant reduction in the diameter of myelinated fibers in the operated groups (COL = 3,38 &micro;m ± 1,16 and COL/MDP = 3,54 &micro;m ± 1,16) when compared to non-operated animals (6,19 &micro;m ± 2,45). The L5 dorsal root ganglion (DRG) was also removed form the same mice and serially sectioned for sensory neurons count and measurement. No difference was found in the number of DRG neurons among the experimental groups (COL = 564 ± 51 and COL/MDP = 514 ± 56), which presented fewer sensory neurons compared to non-operated group (NOR = 1097 ± 142). The results indicate that the locally applied MDP stimulates peripheral nerve regeneration in mice.