Orientador: Maria Célia Portella / Coorientador: Maeli Dal Pai / Banca: Luiz Roberto Furlan / Banca: Rodrigo Takata / Banca: Jaqueline Dalbello Biller Takahashi / Banca: Fernanda Losi Alves de Almeida / Resumo: O objetivo do trabalho foi investigar as características morfológicas e fisiológicas, e a expressão de genes envolvidos na atrofia muscular (MuRF-1 77 e atrogina-1) e genes que controlam o crescimento muscular (MyoD, Miogenina, IGF-1 e receptor de IGF-1) e a Miostatina, em juvenis de tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus), submetidos ao jejum, seguidos de realimentação. Foram utilizados juvenis de tilápia-do-nilo, com peso médio de 30.2 ± 0.9 g, e o experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado (DIC), com quatro tratamentos e oito repetições: (AL) controle alimentado, alimentado até a saciedade aparente durante o período experimental; (J1) uma semana de jejum e 10 semanas de realimentação; (J2) duas semanas de jejum e 10 semanas de realimentação; (J3) três semanas de jejum e 10 semanas de realimentação. As biometrias foram realizadas após uma, duas e três semanas de jejum e após uma, duas, seis e semanas de realimentação para cada tratamento. As coletas de amostras (n = 16/tratamento) foram realizadas nos finais dos períodos de jejum e após semanas de realimentação. Foram observadas significativas reduções nos índices de desempenho nos peixes durante o jejum. Entretanto, após dez semanas de realimentação, os peixes que passaram por jejum apresentaram apenas crescimento compensatório parcial. O consumo alimentar e a taxa de crescimento específico aumentaram durante a realimentação, igualando-se ao consumo alimentar do tratamento AL, porém não foram suficientes para induzir o crescimento compensatório total. A taxa de sobrevivência não diferiu entre os tratamentos. Os níveis de triglicérides e o cortisol nos peixes do tratmento J1 foram significativamente menores em relação ao AL. Os índice hepatosomático (IHS), índices de gordura visceral (IGV), lipídio na carcaça e os níveis de glicogênio ... / Abstract: The aim of this study was to investigate the morphological and physiological characteristics and the gene expression involved in muscle atrophy (MuRF-1 and atrogin-1) and genes that control muscle growth (MyoD, Myogenin, IGF-1 and IGF-1 receptor) and the Myostatin, in Nile tilapia (Oreochomis niloticus) juveniles submitted to fasting, followed by refeeding. It was used Nile tilapia juveniles with average body mass 30.2 ± 0.9 g and the experiment was completely randomized with four treatments and eight repetitions: (FC) fed control, fish were fed continuously during the 13 weeks; (F1) one week of fasting and 10 weeks of refeeding; (F2) two weeks of fasting and 10 weeks of refeeding; (F3) three weeks of fasting and 10 weeks of refeeding. Biometric performance was made after one, two and three weeks of fasting and after one, two, six and 10 weeks of refeeding. Samples were collected (n = 16 fish/treatment) after the end of each period of fasting and after 10 weeks of refeeding. It was observed significant decrease of performance index of fish during fasting. However, after 10 weeks of refeeding, fish that were fasted showed only partial compensatory growth. The feed intake and specific growth rate increased during refeeding, equaling to the FC, but it was not enough to induce total growth compensation. The survival rate did not differ among all treatments. The triglycerides and cortisol levels in fish from F1 were significantly lower than FC. The hepatosomatic index (HSI), visceral fat index (VFI), carcass lipid and liver glycogen levels decreased in fish that was fasting. However, after 10 weeks of refeeding, the lipids amount on VFI, on body composition and liver glycogen in fish from F1, F2 and F3 treatments were similar to FC. At the first week of the experiment, in the F1 and FC treatments, the morphological muscle fibers analyses showed a high quantity of small muscle fibers with central nucleus, showing the mosaic hyperplasia ... / Doutor

A perda muscular ou atrofia é uma condição associada a importantes doenças sistêmicas humanas, incluindo diabetes, câncer e insuficiência renal. Há diversos estudos de perfis transcricionais mostrando que um conjunto comum de genes, denominados atrogenes, é modulado nos músculos atrofiados. No entanto, as alterações transcricionais que desencadeiam a reversão ou atenuação da atrofia muscular ainda não foram caracterizadas a nível molecular até o momento. Para identificar os principais genes envolvidos na recuperação da massa muscular esquelética, utilizamos a técnica de microarray e RT-PCR para investigar genes diferencialmente expressos durante a reversão da atrofia do músculo Elevador do ânus (EA) sensível a andrógeno, no modelo de castração e reposição de testosterona. Como esperado, a maioria dos genes expressos de maneira diferencial comportam-se como atrogenes e respondem à atrofia induzida pela castração. Porém, observou-se pela primeira vez um grupo de sete genes (APLN, DUSP5, IGF1, PIK3IP1, KLHL38, PI15 e MKL1) que não responderam à castração, mas exclusivamente à reposição de testosterona. Considerando que quase todas as proteínas codificadas por esses genes estão associadas à reversão da atrofia e podem funcionar como reguladores da proliferação/crescimento celular, nossos resultados abrem novas perspectivas sobre a existência de anti-atrogenes / Muscle wasting or atrophy is a condition associated with major human systemic diseases including diabetes, cancer, and kidney failure. There is accumulating evidence from transcriptional profiles showing that a common set of genes, termed atrogenes, is modulated in atrophying muscles. However, transcriptional changes that trigger reversion or attenuation of muscle atrophy have not been characterized at the molecular level until now. To identify key genes involved in the recovery of skeletal muscle mass, we have used cDNA microarrays and RT-PCR to investigate genes differentially expressed during the atrophy reversion of the androgen-sensitive Levator ani muscle (LA), in the well-established model of castration and testosterone replacement. As expected, most of the differential expressed genes behave as atrogenes and responded to castration-induced atrophy. Strikingly, seven genes (APLN, DUSP5, IGF1, PIK3IP1, KLHL38, PI15, and MKL1) did not respond to castration but exclusively to the testosterone replacement. Considering that almost all proteins encoded by these genes are associated to reversion of atrophy and may function as regulators of cell proliferation/growth, our results open new perspectives on the existence of a new group of genes, determined anti-atrogenes

Neste estudo, testamos dois novos moduladores seletivos do receptor de glicocorticóide, nomeados L5 e L7, em comparação com o dexametasona, sobre aspectos estruturais, funcionais e moleculares no músculo sóleo. Ratos Wistar foram tratados com doses progressivas de dexametasona, L5 e L7 em 1 ou 7 dias. A massa corporal e a ingestão alimentar apresentaram queda após o tratamento com dexametasona em todas as doses; os tratamentos com L5/L7 mostraram resposta semelhante aos controles. O peso do músculo foi diminuído pelo dexametasona, efeito não observado nos tratamentos com L5/L7. Apenas o tratamento com dexametasona causou uma diminuição na área de secção transversa dos tipos de fibra muscular analisada. A força tetânica do sóleo foi diminuída pela dexametasona, nos tratamentos com L5/L7 este parâmetro também não foi afetado. A expressão gênica de MAFbx/Atrogin-1 e MuRF-1 foi elevada pela dexametasona; por outro lado, L5/L7 não elevaram a expressão destes genes. Concluímos que o L5/L7, em contraste com o dexametasona, preveniu o músculo esquelético da atrofia. / In this study, we have tested two new selective modulators named L5 and L7 along with dexamethasone in skeletal muscle structural, functional and molecular aspects. Male Wistar rats were treated with progressive doses of dexamethasone, L5 and L7 for 1 and 7 days. While body weight and food intake were decreased by the dexamethasone treatment in all doses, L5/L7 treatments induced gain in body weight similarly to controls. Muscle weight was decreased by dexamethasone, while L5/L7 were ineffective. Only the dexamethasone treatment caused a decrease in the analyzed cross sectional area of the skeletal muscle fiber types. Soleus tetanic force was decreased by the dexamethasone treatment, while L5/L7 treatments did not alter this parameter. MAFbx/Atrogin-1 and MuRF-1 gene expressions were elevated by dexamethasone; on the other hand, L5/L7 did not modulate any expression of those genes. We conclude that L5/L7, in contrast to dexamethasone, spare skeletal muscle from structural and functional loss, and molecular changes, reinforcing their role as a therapeutic device.

A caquexia do câncer é uma síndrome multifatorial cuja principal característica é a atrofia do músculo esquelético, resultando na progressiva incapacidade funcional do paciente. Essa síndrome está diretamente associada a uma redução da tolerância ao esforço físico e uma menor sobrevida em pacientes com câncer. O tratamento farmacológico para a caquexia ainda é muito limitado, possivelmente devido à característica multifatorial dessa síndrome. Nesse sentido, as evidências indicam que uma abordagem multimodal é necessária para atenuar a caquexia, incluindo estratégias não-farmacológicas como o treinamento físico. Contudo, os mecanismos envolvidos nos efeitos terapêuticos do treinamento físico sobre a caquexia do câncer ainda foram pouco explorados. Portanto, esse estudo teve como objetivo central avaliar os efeitos do treinamento físico aeróbio sobre a disfunção do metabolismo energético e a atrofia muscular em modelos experimentais de caquexia do câncer, além de explorar os mecanismos envolvidos nos possíveis efeitos terapêuticos do treinamento físico. Para isso, inicialmente padronizamos um modelo de caquexia em ratos utilizando injeção de células tumorais Walker 256 na medula óssea. Esse modelo apresentou consistente crescimento tumoral e atrofia muscular. Avaliamos sobre esse modelo os efeitos de dois protocolos diferentes de treinamento físico aeróbio, a saber: treinamento físico aeróbio contínuo em intensidade moderada (MIT, do inglês moderate intensity training) e o treinamento físico intervalado em alta intensidade (HIIT, do inglês high-intensity interval training). Embora não tenham sido observados efeitos sobre o crescimento tumoral, o MIT e o HIIT melhoraram a capacidade aeróbia e aumentaram a sobrevida dos animais, sugerindo que o treinamento físico aeróbio induz efeitos benéficos durante a progressão da caquexia do câncer. De fato, o HIIT normalizou marcadores de estresse oxidativo e reestabeleceu a função do músculo esquelético. Com o intuito de explorar mecanismos responsáveis por esses benefícios, realizamos uma análise proteômica de larga escala no músculo esquelético de ratos controle, do modelo Walker e do modelo Walker submetido ao HIIT. Nessa análise identificamos a COP9 signalosome complex subunit 2/Thyroid receptor interacting protein 15 (COPS2/TRIP15) como uma das principais proteínas alteradas, estando o seu conteúdo reduzido no músculo esquelético de ratos com caquexia e normalizado após a realização do HIIT. Resultados similares foram observados em outro modelo experimental de câncer (B16F10 em camundongos) submetido ou não ao HIIT. Na próxima etapa buscamos avaliar se a COPS2/TRIP15 poderia apresentar um papel terapêutico no músculo esquelético. Para isso, realizamos a superexpressão dessa proteína em miotubos primários de camundongos. Os miotubos foram incubados com meio de cultura previamente condicionado em células tumorais por 48 horas para induzir disfunção do metabolismo e perda de conteúdo proteico. Contudo, a superexpressão da COPS2/TRIP15 nos miotubos não foi suficiente para impedir os efeitos induzidos pelo meio condicionado. Em suma, essa tese de doutorado demonstrou que o HIIT foi capaz de atenuar a intolerância ao esforço físico e normalizar o conteúdo de COPS2/TRIP15 no músculo esquelético em diferentes modelos experimentais de caquexia do câncer. Esses resultados pré-clínicos abrem perspectivas de avaliar os efeitos do HIIT em pacientes com caquexia do câncer. Novos experimentos são necessários para entender a função da COPS2/TRIP15 no músculo esquelético durante a progressão da caquexia / Cancer cachexia is a multifactorial syndrome characterized by skeletal muscle wasting, resulting in a functional impairment. This syndrome is associated with exercise intolerance and early mortality in cancer patients. Pharmacological treatment is still limited, perhaps due to the multifactorial characteristics of this syndrome. In this sense, evidences indicate that a multimodal approach is necessary to counteract cachexia, including non-pharmacological strategies, such as exercise training. However, little is known regarding the mechanisms underlying the potential therapeutic effects of exercise training on cancer cachexia. Therefore, the current study aimed to evaluate the effects of aerobic exercise training on metabolic impairment and skeletal muscle wasting in cancer cachexia experimental models. Additionally, we aimed to explore mechanisms involving the potential therapeutic effects of exercise training. For doing that, we first standardized a cancer cachexia rat model by injecting Walker 256 tumor cells in the bone marrow. This model displayed consistent tumor growth, skeletal muscle wasting and good reproducibility. By using this experimental model, we assessed the effects of two different aerobic exercise training protocols: moderate intensity training (MIT) and high-intensity interval training (HIIT). Even though tumor growth was not affected, both MIT and HIIT improved aerobic capacity and survival. Moreover, HIIT reestablished the skeletal muscle function and normalized oxidative stress markers. To further explore mechanisms underlying such benefits, we applied a proteomics screening in the skeletal muscle of 1) control rats, 2) rats with cancer cachexia and 3) rats with cancer cachexia submitted to HIIT. In this analysis, we identified COP9 signalosome complex subunit 2/Thyroid receptor interacting protein 15 (COPS2/TRIP15) as one of the most regulated proteins, showing lower content in the skeletal muscle during cancer cachexia progression, which was normalized after HIIT. Similar results were observed for B16F10 model in mice submitted or not to HIIT. We further assessed whether COPS2/TRIP15 could present a therapeutic role in the skeletal muscle. For doing that, we overexpressed this protein in primary mouse myotubes using an adenovirus. Cell culture media taken from tumor cells were incubated in the myotubes to induce metabolism impairment and loss of protein content. However, COPS2/TRIP15 overexpression was not sufficient to mitigate deleterious effects induced by the conditioned media. In summary, the current PhD thesis demonstrated that HIIT mitigated exercise intolerance and normalized COPS2/TRIP15 protein content in the skeletal muscle of different cancer cachexia experimental models. These pre-clinical data open perspectives to evaluate HIIT effects in cancer cachexia patients. New experiments are necessary to explore the role of COPS2/TRIP15 during cancer cachexia progression

O músculo estriado esquelético é uma entidade extremamente versátil, capaz de alterar seus padrões e características fenotípicas sob diversas condições, tais como, atividade neuromuscular, estimulação elétrica, idade, atividade hormonal e exercício físico. Sabe-se também que o balanço entre estímulos atróficos e hipertróficos controlam diretamente a massa muscular do indivíduo e estas variações implicam diretamente não apenas sobre o volume muscular, mas também conteúdo de proteínas e produção de força. Neste sentido, a atrofia muscular (perda de massa muscular) é caracterizada tanto pela diminuição na área de secção transversa das fibras musculares, como também pelo decréscimo no conteúdo de proteínas miofibrilares e consequente redução do volume muscular. Esta atrofia muscular pode ocorrer sob diversas condições clinicas e/ou patológicas, acarretando na diminuição ou perda da massa magra levando à uma consequente diminuição da atividade física, da qualidade de vida e inclusive pior resposta ao tratamento, ocasionando consequentemente aumento da mortalidade. Fica claro desta maneira, que, os métodos que visam a prevenção ou tratamento à atrofia muscular tem importante relevância clínica em muitos grupos de pacientes, além de ser um importante fator contribuinte na qualidade de vida e autonomia destes indivíduos. Com isso o estudo de determinados tratamentos que combatam a atrofia muscular torna-se de vital importância, dentre os quais, vem ganhando destaque o &#x3B2;Hidroxi &#x3B2;Metilbutirato (HMB). Deste modo teve-se como objetivo neste trabalho verificar a efetividade do HMB em prevenir a atrofia muscular induzida por dexametasona (DEXA). Para isto, foram utilizados 32 animais da linhagem Wistar com idade de 60 dias, distribuídos nos seguintes grupos: Grupo Experimental Placebo (GEP), n=8, tratados por 10 dias consecutivos com gavagem e injeção intraperitoneal, ambas contendo apenas solução salina; Grupo Experimental Dexametasona (GED), n=8, tratados por 10 dias consecutivos com gavagem contendo solução salina e injeção intraperitoneal contendo dexametasona; Grupo Experimental HMB (GEH), n=8, tratados por 10 dias consecutivos com gavagem contendo HMB e injeção intraperitoneal contendo solução salina; e Grupo Experimental Dexametasona + HMB (GEDH), n=8, tratados por 10 dias consecutivos com gavagem contendo HMB e injeção intraperitoneal contendo DEXA. Os animais foram acondicionados em caixas coletivas com 4 animais por caixa, com comida e agua à vontade em sala climatizada com temperatura de 22o e respeitando o ciclo de 12 horas claro/escuro. Finalizados os dez dias de tratamento, os animais foram eutanasiados para a coleta do material. Após as análises, as médias dos grupos para peso corpóreo dos animais, peso muscular e os valores da morfometria foram todos submetidos ao teste One-Way ANOVA, seguidos do Teste de Tukey, sendo o valor considerado estatisticamente significante de p<0,05. Ao final pôde-se concluir que, no delineamento experimental aqui aplicado, o HMB não foi capaz de atenuar ou prevenir a perda de peso corporal induzida pela DEXA, sendo que o efeito anticatabólico esperado pelo HMB não repercutiu no musculo EDL, contudo foi capaz de prevenir a atrofia no musculo sóleo. / The skeletal muscle is an extremely versatile entity, able to change their patterns and phenotypic characteristics under various conditions such as neuromuscular activity, electrical stimulation, age, hormonal activity and exercise. It is also known that the balance between atrophic and hypertrophic stimuli directly control the muscle mass of the individual and these changes directly affect not only on muscle volume, but also protein content and production strength. In this sense, muscle atrophy (loss of muscle mass) characterized by both, the decrease in cross-sectional area of muscle fibers, but also by decreasing the content of myofibrillar proteins and consequent reduction in muscle volume. This muscle atrophy may occur in various pathological conditions, resulting in decrease or loss of lean body mass leading to a consequent reduction in physical function, quality of life and even worse response to treatment, thus leading to increased mortality. It is clear in that way that the methods aimed at preventing or treating muscle atrophy has important clinical relevance in many groups of patients, as well as being a major contributing factor in the quality of life and autonomy of individuals. Thus, the study of certain treatments that combat muscle atrophy become of vital importance, among which highlight is winning the &#x3B2;-hydroxy-&#x3B2;-methylbutyrate (HMB). Thus, it is aimed in this study to assess the effectiveness of HMB to prevent muscle atrophy induced by dexamethasone (DEXA). For this, we used 32 Wistar animals aged 60 days, distributed in the following groups: experimental group Placebo (GEP), n = 8, treated for 10 consecutive days with gavage and intraperitoneal injection, both containing only saline. Experimental group Dexamethasone (GED), n = 8, treated for 10 consecutive days with gavage containing saline and intraperitoneal injection containing dexamethasone. Experimental group HMB (GEH), n = 8, treated for 10 consecutive days with gavage containing HMB and intraperitoneal injection containing saline solution and Experimental Group Dexamethasone + HMB (GEDH), n = 8, treated for 10 consecutive days with gavage containing HMB and intraperitoneal injection containing DEXA. The animals were placed in collective boxes with 4 animals per cage with food and water at will in a room with 22o temperature and respecting the light / dark 12-hour cycle. Completed the ten days of treatment, the animals were euthanized to collect the material. After the analysis, the mean body weight to groups of animals, muscle weight and values of morphometry were all subjected to one-way ANOVA followed by Tukey test, with the amount considered statistically significant at p <0.05. At the end, it could be concluded that the experimental design applied here, the HMB was not able to mitigate or prevent the loss of body weight induced by DEXA, and the anti-catabolic effect expected by HMB not reflected in the EDL muscle, but was able to prevent atrophy in the soleus muscle.

As proteínas de choque térmico exercem um papel regulatório chave na defesa celular. Com o intuito de investigar o papel da proteína de choque térmico 70 kDa induzível (HSP70) na atrofia muscular e subsequente recuperação, os músculos extensor longo dos dedos e sóleo de camundongos transgênicos hiperexpressantes de HSP70 foram imobilizados durante 7 dias e subsequentemente liberados da imobilização e avaliados após 7 dias. Houve redução da área de secção transversal (AST) das fibras musculares após imobilização nos animais selvagens e HSP70 porém, apenas os animais HSP70 recuperaram a AST. O número de células satélites bem com a contração tetânica máxima permaneceram inalterados somente nos animais HSP70. O aumento da expressão dos genes atrogin-1 e MuRF-1 induzido pela imobilização foi atenuado nos animais HSP70. Nosso trabalho sugere que a HSP70 é importante para a melhor recuperação estrutural e funcional do músculo após imobilização, e este resultado pode estar relacionado à preservação da quantidade de células satélites e regulação de atrogenes. / Heat shock proteins play a key regulatory role in cellular defense. In order to investigate the role of the inducible 70-kDa heat shock protein (HSP70) in skeletal muscle atrophy and subsequent recovery, extensor digitorum longus and soleus muscles from overexpressing HSP70 transgenic mice were immobilized during 7 days and subsequently released from immobilization and evaluated after 7 days. There was a decrease in myofiber cross-sectional area after immobilization in both wild type and HSP70 mice, but only myofibers from HSP70 mice recovered their size. The number of satellite cells and the muscle tetanic contraction were unchanged only in the muscles from HSP70 mice. In addition, the increase of atrogin-1 and MuRF-1 gene expression was attenuated in HSP70 mice. Therefore, our study suggests that the HSP70 is important for structural and functional recovery of muscles after immobilization and this effect might be associated with preservation of satellite cell amount and regulation of atrogenes.

A síndrome da dor patelofemoral (SDPF) é o diagnóstico mais comum em populações fisicamente ativas. A SDPF está relacionada com o mau alinhamento dos membros inferiores durante tarefas de descarga de peso, causando maior estresse e dor na articulação patelofemoral. Esse mau alinhamento está relacionado com um aumento da inclinação ipsilateral do tronco, adução do quadril, abdução do joelho e maior grau de rotação interna da tíbia durante atividades dinâmicas, como agachamento unipodal, corrida, salto e subir e descer escadas. Fatores anatômicos e biomecânicos estão relacionados a alterações ao redor da articulação femoropatelar, como menor força de extensão do joelho, atraso na ativação do vasto medial em relação ao vasto lateral e atrofia do músculo quadríceps. Recentemente, alterações do quadril (fatores proximais), tornozelo e pé (fatores distais) têm sido propostas como fatores contribuintes da SDPF. No entanto, as evidências sobre ativação e alteração da morfologia muscular dos membros inferiores, principalmente nos fatores proximais e distais, são escassas. Esta tese teve como objetivo verificar as alterações neuromusculares dos membros inferiores e determinar se algum parâmetro neuromuscular explicava a cinemática durante tarefas unipodais. Após a apresentação dos motivos para realização deste estudo (Capítulo I), no Capítulo II objetivamos verificar as alterações neuromusculares (ativação muscular e morfologia muscular) relacionadas aos fatores proximais e distais na SDPF por meio de uma revisão sistemática. As buscas foram realizadas nas bases de dados Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase e ScienceDirect databases até abril de 2018 para estudos avaliando ativação muscular ou parâmetros de morfologia muscular das articulações do tronco, quadril e tornozelo/pé. Dois revisores independentes avaliaram cada trabalho para inclusão e qualidade. Dezenove estudos foram identificados (SDPF, n = 319; GC, n = 329). Três estudos investigaram os músculos ao redor das articulações do tronco e tornozelo/pé. Quinze estudos investigaram os músculos ao redor da articulação do quadril. As evidências foram inconclusivas sobre a ativação do transverso do abdome/oblíquo interno (TrA/OI) na SDPF durante atividades de alta velocidade. Os níveis de ativação, duração e atraso na ativação de Glúteo Médio (GMed), glúteo máximo (GMax), biceps femoral (BF) and semitendinoso (ST) foram inconclusivos nos estudos incluídos. Não foram observadas diferenças na ativação de gastrocnêmio lateral (GL), gastrocnêmio medial (GM), sóleo (SOL), tibial anterior (TA) e fibular longo (FIB). Apenas um estudo incluído avaliou parâmetros da morfologia muscular, sem alterações na espessura muscular e na intensidade do eco GMed e GMax. Com base na falta de evidências sobre alterações na ativação muscular em torno das articulações do quadril, tornozelo e pé durante tarefas dinâmicas, e no fato de que um único estudo avaliou os resultados da morfologia muscular (GMed e GMax) na SDPF, propusemos um artigo original (Capítulo III) que teve como objetivo comparar os parâmetros neuromusculares dos membros inferiores e a cinemática no plano frontal durante tarefas unipodais de descarga de peso em mulheres com SDPF e determinar se algum resultado neuromuscular explicava o índice dinâmico de valgo (IVD) durante as tarefas. As buscas foram realizadas nas bases de dados Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase e ScienceDirect databases até abril de 2018 para estudos avaliando ativação muscular ou parâmetros de morfologia muscular das articulações do tronco, quadril e tornozelo/pé. Dois revisores independentes avaliaram cada trabalho para inclusão e qualidade. Dezenove estudos foram identificados (SDPF, n = 319; GC, n = 329). Três estudos investigaram os músculos ao redor das articulações do tronco e tornozelo/pé. Quinze estudos investigaram os músculos ao redor da articulação do quadril. As evidências foram inconclusivas sobre a ativação do transverso do abdome/oblíquo interno (TrA/OI) na SDPF durante atividades de alta velocidade. Os níveis de ativação, duração e atraso na ativação de Glúteo Médio (GMed), glúteo máximo (GMax), biceps femoral (BF) and semitendinoso (ST) foram inconclusivos nos estudos incluídos. Não foram observadas diferenças na ativação de gastrocnêmio lateral (GL), gastrocnêmio medial (GM), sóleo (SOL), tibial anterior (TA) e fibular longo (FIB). Apenas um estudo incluído avaliou parâmetros da morfologia muscular, sem alterações na espessura muscular e na intensidade do eco GMed e GMax. Com base na falta de evidências sobre alterações na ativação muscular em torno das articulações do quadril, tornozelo e pé durante tarefas dinâmicas, e no fato de que um único estudo avaliou os resultados da morfologia muscular (GMed e GMax) na SDPF, propusemos um artigo original (Capítulo III) que teve como objetivo comparar os parâmetros neuromusculares dos membros inferiores e a cinemática no plano frontal durante tarefas unipodais de descarga de peso em mulheres com SDPF e determinar se algum resultado neuromuscular explicava o índice dinâmico de valgo (IVD) durante as tarefas. Quinze mulheres com SDPF e quinze mulheres saudáveis pareadas por 5 idade (grupo controle - GC) foram comparadas com os seguintes testes: (1) questionário funcional; (2) espessura muscular ao redor do quadril (GMed e tensor da fáscia lata - TFL), joelho (VL e VM) e tornozelo/pé (TA e FIB); (3) IVD e ativação muscular durante agachamento e salto vertical unipodais; (4) torque isométrico máximo para abdução do quadril, extensão do joelho e eversão/ inversão do pé; e (5) ativação muscular durante testes isométricos e funcionais. Uma regressão linear múltipla (modelo Stepwise) foi usada para verificar se alguma variável neuromuscular explicava o IVD durante as tarefas unipodais. O tamanho de efeito (ES) foi usado para determiner a magnitude da diferença entre os grupos. Comparado ao GC, o grupo SDPF apresentou: (1) menor espessura do GMed (-10.02%; ES = -0.82) e maior espessura do TFL (+18.44%; ES = +0.92) e do FIB (+14.23%; ES = +0.87); (2) menor ativação do TA durante o agachamento unipodal (-59,38%; ES = -1.29); (3) menor ativação do GMed durante o salto vertical unipodal (-28.70%; ES = -1.35) e (4) maior ativação do GMed durante o teste isométrico de abdução de quadril (+34.40%; ES = +0.77). IVD durante o agachamento unipodal foi explicado pela ativação do VL durante a tarefa somente no GC, enquanto a espessura do TA no GC e o torque de eversores do pé no SDPF explicou o IVD durante o salto vertical unipodal. Com base em nossos resultados, as mulheres com SDPF apresentaram alterações neuromusculares significativas nas articulações do quadril e tornozelo/pé. No entanto, apenas fatores distais explicaram o IVD no grupo SDPF. / Patellofemoral pain syndrome (PFPS) is the most common diagnoses in physically active populations. PFPS is related with lower limbs poor alignment during weight-bearing tasks, causing higher patellofemoral joint stress and pain. This poor alignment is related with an increase of ipsilateral trunk lean, hip adduction, knee abduction and greater tibial internal rotation during dynamic activities such as single-leg squat, running, jumping, and stepping tasks. Anatomical and biomechanical factors are related with unwanted changes around the patellofemoral joint, such as lower knee extension strength, delayed onset of vastus medialis activation relative to vastus lateralis and quadriceps muscle atrophy (knee joint muscles intrinsic changes). Recently, hip (proximal), ankle and foot (distal) changes have been proposed as PFPS contributing factors. However, the evidences about lower limb muscle activation and morphology changes, mainly in proximal and distal factors, are scarce. This thesis aimed to create clinical subgroups based in lower limb neuromuscular changes and determine if some neuromuscular outcome explained kinematics during single-leg tasks. After displaying the reasons to perform this study (Chapter I), in Chapter II we aimed to verify neuromuscular changes (muscle activation and muscle morphology) related to proximal and distal factors in PFPS through a systematic review. Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase and ScienceDirect databases were searched until April 2018 only for retrospective studies evaluating muscle activation or muscle morphology parameters of trunk, hip and ankle/foot joints. Two independent reviewers assessed each paper for inclusion and quality. Twenty retrospective studies were identified (PFPS, n=319; CG, n=329). Three studies investigated muscles around trunk and ankle/foot joints. Fifteen studies investigated muscles around the hip joint. Evidences were inconclusive about transversus abdominis/internal oblique (TrA/IO) activation in PFPS during high-speed activities. Gluteus medius (GMed), gluteus maximus (GMax), bíceps femoris (BF) and semitendinous (ST) activation level, activation duration and activation onset were inconclusive in the included studies. No differences were observed in gastrocnemius lateralis (GL), gastrocnemius medialis (GM), soleus (SOL), tibialis anterior (TA) and fibularis (FIB) muscle activation. Only one included study evaluated muscle morphology parameters, without changes in the GMed and GMax muscle thickness and echo intensity. Based in the lack of evidences about muscle activation changes in PFPS patients’ muscles around hip, ankle and foot joints during dynamic tasks, and in the fact that a single study evaluated muscle morphology outcomes (GMed), we proposed an original article (Chapter III) that aimed to compare lower limb neuromuscular parameters and frontal plane kinematics during single-leg tasks in women with PFPS, and determine if some neuromuscular outcome explained dynamic valgus index (DVI) during tasks. Fifteen PFPS women and fifteen healthy age-matched women (control group - CG) were compared with the following tests: (1) functional questionnaire; (2) hip (GMed and tensor fasciae latae - TFL), knee (VL and VM) and ankle/foot (TA and FIB) muscle thickness; (3) DVI and muscle activation during single-leg squat and vertical jump; (4) maximal isometric torque for hip abduction, knee extension and foot eversion/inversion; and (5) muscle activation during isometric and functional tests. A multiple- 7 stepwise regression analysis was used to test if neuromuscular outcomes explained DVI during single-leg tasks. Effect sizes (ES) were used to determine the magnitude of between-groups differences. Compared to the CG, PFPS showed: (1) smaller GMed (-10.02%; ES = -0.82) and greater TFL (+18.44%; ES = +0.92) and FIB muscle thickness (+14.23%; ES = +0.87); (2) lower TA muscle activation during single-leg squat (-59,38%; ES = -1.29); (3) lower GMed muscle activation during single-leg jump (-28.70%; ES = -1.35) and (4) greater GMed muscle activation during hip abduction isometric test (+34.40%; ES = +0.77). DVI during single-leg squat was explained by VL activation during this task only in CG, whereas lower TA muscle thickness in the CG and higher foot eversion torque in PFPS explained DVI during single-leg vertical jump. Based in our results, females with PFPS showed significant neuromuscular changes at the hip and ankle/foot joints. However, only distal factors explained DVI in the PFPS group.

A ausência de terapias eficazes para a caquexia permanece como um problema central para o tratamento do câncer no mundo. Em contrapartida, o treinamento de força (i.e. também conhecido como treinamento resistido) tem sido amplamente utilizado como uma estratégia não farmacológica anticatabólica, prevenindo a perda da massa e da função da musculatura esquelética. Entretanto, o papel terapêutico do treinamento de força na caquexia do câncer permanece apenas especulativo. Portanto, nesse estudo avaliamos se o treinamento de força poderia atenuar a perda da massa e da função da musculatura esquelética em um severo modelo de caquexia do câncer em ratos. Para isso, ratos machos da linhagem Wistar foram randomizados em quatro grupos experimentais: 1) ratos sedentários injetados com solução salina na medula óssea (Controle); 2) ratos injetados com solução salina na medula óssea e submetidos ao treinamento de força (Controle + T); 3) ratos sedentários injetados com células do tumor Walker 256 na medula óssea (Tumor); e 4) ratos injetados com células do tumor Walker 256 na medula óssea e submetidos ao treinamento de força (Tumor + T). Foram avaliados a massa e a área de secção transversa da musculatura esquelética, marcadores de disfunção metabólica e do turnover proteico, a função da musculatura esquelética in vivo e ex vivo, o consumo alimentar, o crescimento tumoral e a sobrevida dos grupos experimentais com tumor. O grupo Tumor apresentou atrofia muscular após quinze dias da injeção das células tumorais como pode ser observado pela redução na massa dos músculos Plantaris (- 20,5%) e EDL (-20%). A atrofia no músculo EDL foi confirmada por análises histológicas, demonstrando uma redução de 43,8% na área de secção transversa. Embora o treinamento de força tenha aumentado o conteúdo proteico da lactato desidrogenase e revertido totalmente o conteúdo da forma fosforilada de 4EBP-1 (i.e. repressor da transcrição de mRNA), ele não atuou na morfologia da musculatura esquelética nos animais com tumor. Além disso, o treinamento de força não atenuou a perda de função da musculatura esquelética, a anorexia, o crescimento tumoral ou a taxa de mortalidade. Contudo, a força muscular, avaliada pelo teste de 1RM, apresentou uma correlação negativa com a sobrevida dos animais (p = 0,02), sugerindo que a perda de força prediz a mortalidade nesse modelo experimental de caquexia do câncer. Em suma, a injeção de células do tumor Walker 256 na medula óssea induz caquexia do câncer em ratos. O treinamento de força não foi eficaz em atenuar a perda de massa e função da musculatura esquelética nesse modelo. Entretanto, a força muscular prediz a sobrevida dos animais, sugerindo que novos estudos são necessários para elucidar o possível efeito terapêutico do treinamento de força para atenuar a caquexia do câncer e a progressão tumoral / The lack of therapies for cachexia is a key problem in cancer treatment. In contrast, resistance exercise training (RET) has been adopted as nonpharmacological anti-catabolic strategy, preventing muscle wasting and muscle dysfunction. However, the role of RET to counteract cancer cachexia is still speculative. Presently, we test whether RET would counteract skeletal muscle wasting in a severe cancer cachexia rat model. Methods: Male Wistar rats were randomly assigned into four experimental groups; 1) untrained control rats injected with saline solution in the bone marrow (control), 2) rats injected with saline solution in the bone marrow and submitted to RET (control + RET), 3) untrained rats injected with Walker 256 tumor cells in the bone marrow (tumor) and 4) rats injected with Walker 256 tumor cells in the bone marrow and submitted to RET (tumor + RET). Skeletal muscle mass and fiber cross sectional area, markers of metabolic and protein turnover impairment, in vivo and ex vivo skeletal muscle function, food intake, tumor growth and mortality rate were assessed. Results: Tumor group displayed skeletal muscle atrophy fifteen days post tumor cells injection as assessed by Plantaris (-20.5%) and EDL (-20.0%) muscle mass. EDL atrophy was confirmed by histological analysis, showing 43.8% decline in the fiber cross sectional area. Even though RET increased the lactate dehydrogenase protein content and fully restored phosphorylated form of 4EBP-1 (i.e. a repressor of mRNA translation) to the control levels in skeletal muscle, it failed to rescue muscle morphology in tumorbearing rats. Indeed, RET has not mitigated loss of muscle function, anorexia, tumor growth or mortality rate. However, loss of strength capacity (assessed by 1-RM test performance) demonstrated a negative correlation with rats´ survival (p = 0.02), suggesting that loss of strength capacity predicts cancer mortality. Conclusions: Bone marrow injection of Walker 256 tumor cells in rats induces cancer cachexia. RET is ineffective to mitigate cancer-induced skeletal muscle wasting in this rat model. However, strength capacity predicts cancer survival, suggesting that new studies are needed to elucidate the putative therapeutic role of different exercise training regimens in counteracting cancer cachexia and tumor progression

Base Teórica: A artrite reumatoide (AR) é uma doença crônica e inflamatória que além de sintomas articulares pode levar à perda de massa muscular com peso estável ou aumentado, condição denominada caquexia reumatoide (CR). A CR está associada com pior prognóstico, mas ainda é negligenciada na prática clínica. Objetivo: Avaliar a prevalência de CR em um hospital público terciário de Porto Alegre e determinar sua correlação com características da AR, com níveis de atividade física e com as medicações em uso. Métodos: Estudo transversal com 91 pacientes com AR que foram submetidos à densitometria corporal total (DEXA) para medida total e regional de índice de massa gorda (IMG; Kg/m2), índice de massa magra (IMM; Kg/m2), conteúdo mineral ósseo (CMO) e índice de massa livre de gordura (IMLG; Kg/m2) para avaliar a prevalência de CR pelas duas definições mais recentemene utilizadas na literatura: IMLG < percentil 10 com IMG > percentil 25 e IMLG < percentil 25 com IMG > percentil 50. Foram exploradas as medidas de associação dos parâmetros de composição corporal com características da AR – idade, duração da doença, atividade de doença (através do DAS 28), capacidade funcional (através do HAQ), atividade inflamatória (através da proteína C reativa – PCR – e velocidade de hemossedimentação – VHS), nível de atividade física (através do questionário IPAQ) e medicações em uso. Resultados: A idade média dos participantes foi 56,8 ± 7,3, a duração de doença foi 9 anos (3-18), o DAS 28 3,65 ± 1,32, o HAQ 1,12 (0,25 – 1,87) e o tempo de uso entre os que usaram biológico foi de 25 meses (17,8 – 52,5). A CR foi evidenciada em 17,6% dos pacientes com AR de acordo com a definição mais rigorosa e em 33% de acordo com a classificação mais abrangente. O IMLG teve correlação negativa com idade (r= -0,219; p=0,037) e duração da doença (rs= -0,214; p=0,042). O IMG teve correlação positiva com PCR (rs=0,229; p=0,029), VHS (rs=0,235; p=0,025), DAS 28 (rs=0,273; p=0,009) e HAQ (rs=0,297; p=0,004). Na comparação de pacientes com e sem CR, de acordo com a definição mais rigorosa, dos 26 pacientes usando biológico apenas 1 tinha CR (3,8%), enquanto dos que não usavam, 15 (23%) tinham CR (p=0,033). Conclusão: A prevalência de CR foi considerável e, portanto, merece estudos adicionais. A composição corporal neste estudo, especialmente o IMLG, teve associação inversa com idade e tempo de diagnóstico. Além disso, pacientes em uso de biológico tiveram diferença significativa na prevalência de CR, sugerindo papel protetor do uso de biológico na CR. / Background: Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic and inflammatory disease that besides articular symptoms leads to loss of muscle mass in presence of stable or increased fat mass (FM), condition defined as rheumatoid cachexia (RC). RC is associated with a worse prognosis, but it is still overlooked in clinical practice. Objective: To evaluate the prevalence of rheumatoid cachexia (RC) in patients with rheumatoid arthritis (RA) and determine its correlation with the features of RA, the level of physical activity and with the current therapy. Methods: Ninety one RA patients in a cross-sectional study underwent total body dual-energy x-ray absorptiometry (DXA) for measurement of total and regional fat mass index (FMI; Kg/m2), lean mass index (LMI; Kg/m2), bone mineral content (BMC; Kg/m2) and fat free mass index (FFMI; Kg/m2) to assess the prevalence of RC. The associations of measures of body composition with RA features - age, diagnosis time, Health Assessment Questionnaire (HAQ), Disease Activity Score in 28 joints (DAS 28), C-reactive protein (CRP) and erythrocyte sedimentation rate (ESR) -, level of physical activity (measured by International Physical Activity Questionnaire – IPAQ) and current therapy were explored. Results: Mean age was 56,8 ± 7,3 , disease duration 9 years (3 – 18), DAS28 3,65 ± 1,32, HAQ 1,12 (0,25 – 1,87) and use duration of biological agents was 25 months (17,8 – 52,5). Seventeen per cent of the patients had FFMI below the 10th percentile and FMI above the 25th percentile of a reference population and 33% of the patients had FFMI below the 25th percentile and FMI above the 50th percentile, condition known as RC, according to the more recently used definitions. FFMI correlated negatively only with age (r=-0,219; p=0,037) and disease duration (rs=-0,214; p=0,042). FMI correlated positively with CRP (rs=0,229; p=0,029), ESR (rs=0,235; p=0,025), DAS 28 (rs=0,273; p=0,009) and HAQ (rs=0,297; p=0,004). Of the 26 patients using biological therapy, 25 were non cachetic (p=0,033) according to the stricter definition of RC. In another words, 3,8% (n=1) and 23% (n=15) of the patients receiving and not receiving biological agents had RC, respectively (p=0,033). Conclusion: The prevalence of RC was considerable and deserves additional research. Body composition, in this study, particularly FFMI is inversely associated with age and disease duration. Besides that, patients under biological therapy had lower prevalence of RC, suggesting a protective effect of biological agents.

Neste trabalho, avaliamos os efeitos da suplementação crônica de leucina e do treinamento de força sobre a miopatia diabética. 40 ratos machos da linhagem Wistar Hannover foram distribuídos em 5 grupos: controle, não diabético (C), diabético não tratado (D), diabético treinado (DT), diabético suplementado com leucina e treinado (DLT). O início das intervenções ocorreu na 4ª semana de vida dos animais, e perdurou por 8 semanas. Foram avaliados: massa corporal, consumo de ração e água, concentrações sanguíneas de glicose, insulina e perfil lipídico; capacidade funcional muscular voluntária através de testes de força de preensão e de ambulação; conteúdo intracelular de proteínas relacionadas à via anabólica mTOR e p70S6K, totais e fosforiladas, no músculo extensor longo dos dedos. Os ratos diabéticos não tratados (grupo D) apresentaram hiperglicemia e hipoinsulinemia moderada, menor massa corporal, maior consumo de ração e água, menor peso absoluto dos músculos extensor longo dos dedos e gastrocnêmio, menor força de preensão, menor capacidade de ambulação e menor atividade das proteínas mTOR e p70S6K comparado ao grupo C, o que caracteriza o quadro de miopatia diabética. O peso relativo do músculo gastrocnêmico (peso absoluto/100g de peso do animal) foi maior nos grupos DT e DLT comparado com o grupo D, e maior no grupo DLT comparado com o grupo DL (p < 0,05). Não houve diferença estatística entre os grupos DL e D sobre os pesos relativos dos músculos, ou seja, a suplementação crônica de leucina não afetou este parâmetro nos ratos diabéticos. Interessantemente, houve diferença estatística entre os grupos DL e D sobre a força muscular (p < 0,05), sem haver diferença entre grupos DL e C quanto à glicemia; ou seja, a dieta suplementada com leucina foi capaz de controlar a glicemia e atenuar a perda de força muscular. O treinamento de força também controlou a glicemia, recuperou a força muscular e melhorou a capacidade de ambulação, bem como a regulação da via mTOR-p70S6K. A fosforilação da via mTOR-p70S6K foi maior nos grupos DT e DLT comparado com o grupo D (p < 0,05), e sem diferença entre estes grupos treinados e o grupo C, sugerindo que o treinamento de força combinado com a suplementação de leucina recuperou a atividade da via do mTOR-p70S6K nos animais diabéticos, que pode refletir em maior síntese proteica muscular. O colesterol total do grupo D foi maior comparado com o do grupo C; e nos grupos diabéticos treinados (DT e DLT), este parâmetro foi menor do que no grupo D (p < 0,05). Adicionalmente, o HDL-c aumentou nos grupos treinados (DT e DLT) quando comparado com o grupo D, mas não alterou no grupo que recebeu apenas a suplementação de leucina (grupo DL). Portanto, neste estudo, a suplementação crônica de leucina por si só normalizou a glicemia e melhorou a força muscular dos animais diabéticos. Além disso, o treinamento de força foi responsável pelo maior aumento de força e da massa muscular, bem como pela normalização da glicemia, pela elevação da concentração de HDL-c e pela redução do colesterol total dos animais diabéticos e ambas foram capaz de recuperar a via mTOR-p70S6K. / In this study, we evaluated the effects of chronic supplementation with leucine and resistance training on diabetic myopathy. 40 Wistar Hannover rats were divided into 5 groups: control, non-diabetic (C), untreated diabetic (D), trained diabetic (DT), diabetic supplemented with leucine and trained (DLT). The beginning of the interventions occurred in the 4th week of life of the animals, and lasted for 8 weeks. Were evaluated: body weight, food and water intake, blood concentrations of glucose, insulin and lipid profile; voluntary muscle functional capacity through grip strength and ambulation test; intracellular content of proteins related to the anabolic mTOR and p70S6K pathway, total and phosphorylated in the extensor digitorum longus muscle. Diabetics untreated mice (group D) had hyperglycemia and moderate hypoinsulinemia, lower body mass, food and water intake, reduced absolute weights of the muscles of the long extensor digitorum, and gastrocnemius, the lower grip strength, lower ambulation capacity and lower activity of mTOR and p70S6K protein compared the C group, featuring diabetic myopathy. The relative weight of the gastrocnemius muscle (absolute weight / 100g of body weight) was greater in DT and DLT groups compared with group D, and higher in the DLT group compared to the DL group (P < 0.05). No statistical difference between the DL and D groups on the relative weights of the muscles, that is, chronic supplementation of leucine did not affect this parameter in diabetic rats. Interestingly, there was statistical difference between the DL and D groups on muscle strength (P < 0.05), with no difference between groups DL and C on the blood glucose; that is, the diet supplemented with leucine was able to control glycemia and avoid loss of muscle strength of diabetic animals. Resistance training also controlled glycemia, recovered muscle strength and improved the capacity of ambulation of diabetic animals and the regulation of the mTOR-p70S6K pathway. The phosphorylation of mTOR-p70S6K pathway was higher only in the DT and DLT groups compared with the D group (P < 0.05), and no difference between the DT and C groups, suggesting that the training recovered muscle mass in diabetic animals. Total cholesterol was greater in Group D compared to the group C; and trained diabetic groups (DLT and DT), this parameter was lower than that of the D group (P < 0.05). In addition, HDL-C increased in trained groups (DT and DLT) as compared to group D, but had no effect the group that received only leucine supplementation (DL group). Therefore, in this study, chronic supplementation of leucine alone normalized glucose and improved muscle strength of diabetic animals. In addition, resistance training was responsible for the largest increase in strength and muscle mass, as well as the normalization of glucose, elevated concentrations of HDL-C and reduction in total cholesterol of animals diabetics and both were able to recover mTOR- p70S6K pathway.