Tesis (bioquímica)--Universidad de Chile, 2013 Tesis (magíster en bioquímica, área de especialización en bioquímica toxicológica y diagnóstico molecular)--Universidad de Chile, 2013

A obesidade, doença multifatorial, ocasiona inúmeros distúrbios no metabolismo lipídico e energético, provocando disfunção na bioenergética mitocondrial. A partir deste fato, o presente estudo teve como hipóteses que: o desequilíbrio na bioenergética mitocondrial e as alterações metabólicas causadas pela obesidade são terapeuticamente modificados com o treinamento físico. Dessa maneira, o objetivo do estudo foi avaliar a capacidade oxidativa e conteúdo mitocondrial em tecido adiposo branco, marcadores de doenças cardiosculares (esfingolipídios e N-óxido de trimetilamina, TMAO) e as alterações na composição corporal, desempenho físico e taxa metabólica de repouso (TMR) de mulheres com obesidade submetidas a treinamento físico combinado. A casuística do presente trabalho foi composta de 14 mulheres adultas jovens com diagnótico clínico de obesidade (IMC 33±3 kg/m² e idade 35±6 anos). Foram submetidas a um programa de treinamento físico combinado (exercícios aeróbios e força alternadamente, 55 min à 75-90% da frequência cardíaca máxima, 3 vezes por semana, durante 8 semanas). Todas as participantes foram avaliadas antes e após a intervenção com o treinamento, quanto a: composição corporal, TMR, oxidação de substratos (carboidrato e lipídios) e coeficiente respiratório (QR), desempenho físico, capacidade oxidativa (respiração acoplada: VADP/VOLIGO, e respiração desacoplada: VOLIGO/VCCCP) e conteúdo mitocondrial (enzima citrato sintase, CS) em tecido adiposo branco, nível de esfingolípidios, TMAO e precursores plasmáticos. Os dados foram analisados pelo test t pareado ou Wilcoxon (as pacientes foram consideradas controle de si próprio), após determinação da normalidade da amostra, considerado nível de significância p<= 0,05. Após a intervenção (treinamento físico combinado), houve o aumento da TMR, oxidação de lipídios e desempenho físico, com redução da oxidação de carboidratos e QR, mas não houve perda de peso e alteração da composição corporal. Após o treinamento combinado houve, o aumento da atividade da enzima CS (marcador de conteúdo mitocondrial) e redução à respiração desacoplada (VOLIGO/VCCCP). No plasma, o treinamento físico foi capaz de reduzir os níveis de esfingolipídios e TMAO (fatores de risco cardiovasculares). Também foram encontradas correlações positivas entre TMR, oxidação de lipídios e desempenho físico com CS e negativamente correlacionado com respiração desacoplada. Concluindo, o treinamento físico em mulheres com obesidade aumentou o metabolismo energético, com aumento da TMR, conteúdo e grau de acoplamento mitocondrial, aumentou o desempenho físico e reduziu fatores de risco cardiovasculares (TMAO), independente da perda de peso. / The obesity, a multifactorial disease, causes various metabolic disorders in lipid and energy metabolism, may induce mitochondrial bioenergetic dysfunction. From this, the present study hypothesized that: mitochondrial bioenergetics dysfunction and metabolic problems caused by obesity are be therapeutically modified with physical training. Thus, the objective of study was to evaluated: the oxidative capacity and mitochondrial content in white adipose tissue, markers of cardiovascular diseases (sphingolipids and trimethylamine N-oxide, TMAO) and changes of body composition, physical performance and resting metabolic rate (TMR) of obese women submitted to combined physical training. The present study was composed of 14 young women with obesity (BMI 33 ± 3 kg/m² and age 35 ± 6 years old). They underwent a combined physical training program (aerobic exercises and strength alternately, 55 min at 75-90% of maximal heart rate, 3 times a week, for 8 weeks). All participants were evaluated before and after the intervention: body composition, TMR, substrates oxidation (carbohydrate and lipids) and respiratory coefficient (RQ), physical performance, oxidative capacity (by mitochondrial respiration - Couple: VADP/VOLIGO; Uncoupling: VOLIGO/VCCCP) and Citrate Sinthase activity in white adipose tissue, level of sphingolipids, TMAO and precursors from plasma. Data analysis were made by paired t test or Wilcoxon, after normality determination of the sample, with level of significance p <0.05. After intervention with combined physical training, there was an increase in TMR, lipid oxidation and physical performance, reduced carbohydrate oxidation and RQ, but did not cause weight loss and changes of body composition. In adipose tissue, physical activity increased CS activity (mitochondrial content marker) and reduced uncoupling respiration (VOLIGO/VCCCP). In plasma, physical training was able to reduce levels of sphingolipids and TMAO (cardiovascular risk factors). In addition, positive correlations were found between, TMR, lipid oxidation and physical performance with CS and negatively correlation with uncoupling respiration. Therefore, physical training in obese women improve energy metabolism, with increased TMR, content and degree of mitochondrial coupling, increased physical performance and reduced cardiovascular risk factors, regardless of weight loss.

A doença de Niemann-Pick tipo C (NPC) é uma esfingolipidose autossômica recessiva que se caracteriza pelo acúmulo lisossômico de colesterol não-esterificado em vários tecidos, resultando em neurodegeneração progressiva, hepatoesplenomegalia e paralisia ocular vertical, entre outros sintomas. Sua manifestação ocorre geralmente entre a metade da infância e a adolescência. A morte ocorre geralmente até a terceira década de vida. Associado à sintomatologia clínica, o diagnóstico de NPC é realizado através do teste de Filipin em fibroblastos cultivados, que demonstra um intenso padrão de fluorescência perinuclear, consistente com o acúmulo de colesterol nãoesterificado. Alguns pacientes, referidos como NPC variantes, apresentam quadro clínico compatível com NPC, mas resultados inconclusivos nos testes bioquímicos, com fluorescência não característica no teste de Filipin, tornando problemático o diagnóstico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver técnicas objetivas capazes de auxiliar na confirmação do diagnóstico de NPC, quando um fenótipo apresentar característica indefinida/variante ao teste de Filipin, tais como: quantificação do padrão de fluorescência perinuclear quanto ao número de pixels em pacientes com fenótipo clássico (NPC cl) e variante (NPC var) de NPC, comparando-os entre si e com controles saudáveis (CS); medida da quantidade de colesterol citoplasmático em fibroblastos dos dois grupos de pacientes; medida da atividade das enzimas esfingomielinase ácida (ASM), quitotriosidase (QT), beta-glicosidase ácida (GBA) e beta-galactosidase (GLB). Todos estes parâmetros foram comparados com aqueles de CS. Os resultados mostraram que a quantificação da fluorescência do colesterol no teste de Filipin nos três grupos estudados através do número de pixels da imagem, é um método prático e não subjetivo que demonstrou uma diferença significativa entre o acúmulo de colesterol intracelular em CS, NPC cl e NPC var, confirmando a eficácia do método para o esclarecimento de padrões duvidosos. A dosagem de colesterol intracelular em fibroblastos de NPC apresentou-se sete vezes maior no padrão clássico e quatro vezes maior no variante, do que aquela encontrada nos CS. Com esses dados, a dosagem intracelular de colesterol mostra-se um bom parâmetro quantitativo para auxiliar no teste de Filipin quando este apresentar padrão de fluorescência apenas moderado. A medida da atividade da ASM tanto em leucócitos quanto em SPF não apresentou diferenças estatisticamente significativas entre os grupos estudados, embora seja aparente a diminuição na atividade desta enzima no fenótipo NPC cl. Com os valores obtidos para a medida da atividade da QT em plasma e SPF, verificamos que não houve diferença significativa entre os dois grupos NPC mas sim entre estes e os CS, demostrando que tanto os indivíduos com o fenótipo clássico quanto com o variante possuem uma atividade aumentada desta enzima. A análise da atividade da GBA em leucócitos não apresentou diferenças significativas entre os três grupos, embora sua atividade em NPC cl pareça maior do em CS. Já na análise em SPF, esta diferença foi estatisticamente confirmada. A atividade da GLB em leucócitos não apresentou diferenças entre os grupos estudados, embora esta pareça maior nos grupos NPC do que em CS. / Niemann-Pick disease Type C (NPC) is an autosomal recessive sphingolipidosis which is characterized by a lysosomal accumulation of unesterified cholesterol in various tissues, resulting in progressive neurodegeneration, hepatosplenomegaly and vertical eye paralysis, among other symptoms. Its onset occurs commonly between middle childhood and adolescence. Death occurs usually until the third decade of life. Along with the clinical symptoms, the diagnosis of NPC is accomplished by Filipin test in cultured fibroblasts, showing an intense perinuclear staining pattern, which is consistent with the accumulation of unesterified cholesterol. Some patients, referred to as NPC variants, present a clinical picture of NPC, but inconclusive results in biochemical tests, with no characteristic fluorescence in Filipin test, which makes the diagnosis problematic. The objective of this study was to develop objective techniques that can assist in confirming the diagnosis of NPC, when the phenotype shows undefined/variant characteristics to Filipin test, such as: quantification of perinuclear fluorescence pattern based on pixels' luminosity pattern in patients with classical (NPC cl) and variant (NPC var) NPC phenotype, comparing them among themselves and with healthy controls (CS); the amount of cytoplasmic cholesterol in fibroblasts of both groups of patients; measurement of the activity of the enzymes acid sphingomyelinase (ASM), chitotriosidase (CT), beta-glucosidase acid (GBA), and beta-galactosidase (GLB). All of these parameters were compared with those of CS. The results showed that the fluorescence quantitation of cholesterol in the Filipin test, for the three studied groups, by counting the number of image pixels, is a practical and non-subjective method, which showed a significant difference between the accumulation of intracellular cholesterol in CS, NPC cl and NPC var, confirming its effectiveness to clarify dubious patterns. Measures of intracellular cholesterol in NPC fibroblasts showed seven times higher in classic and four times higher in variant pattern, than that found in CS. With these data, the dosage of intracellular cholesterol appears to be a good parameter to aid in the quantitative Filipin test when it presents only a moderate fluorescence pattern. The measurement of ASM activity in both leukocytes and in SPF did not show statistically significant differences between the groups, despite the remarkable decrease in the enzyme's activity in NPC cl phenotype. With the data obtained for QT's activity in plasma and SPF, we found that there was no significant difference between the two NPC groups, but a significant one between the NPC and the CS, demonstrating that both individuals with the classical phenotype and with the variant one have an increased activity of this enzyme. The analysis of GBA activity in leukocytes showed no significant differences among the three groups, although its activity in NPC cl seemed to be greater than in CS. In the SPF analysis, this difference was statistically confirmed. The activity of GLB in leukocytes did not differ between the groups, although it seems greater in the NPC group than in CS.

A doença de Niemann-Pick tipo C (NPC) é uma esfingolipidose autossômica recessiva que se caracteriza pelo acúmulo lisossômico de colesterol não-esterificado em vários tecidos, resultando em neurodegeneração progressiva, hepatoesplenomegalia e paralisia ocular vertical, entre outros sintomas. Sua manifestação ocorre geralmente entre a metade da infância e a adolescência. A morte ocorre geralmente até a terceira década de vida. Associado à sintomatologia clínica, o diagnóstico de NPC é realizado através do teste de Filipin em fibroblastos cultivados, que demonstra um intenso padrão de fluorescência perinuclear, consistente com o acúmulo de colesterol nãoesterificado. Alguns pacientes, referidos como NPC variantes, apresentam quadro clínico compatível com NPC, mas resultados inconclusivos nos testes bioquímicos, com fluorescência não característica no teste de Filipin, tornando problemático o diagnóstico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver técnicas objetivas capazes de auxiliar na confirmação do diagnóstico de NPC, quando um fenótipo apresentar característica indefinida/variante ao teste de Filipin, tais como: quantificação do padrão de fluorescência perinuclear quanto ao número de pixels em pacientes com fenótipo clássico (NPC cl) e variante (NPC var) de NPC, comparando-os entre si e com controles saudáveis (CS); medida da quantidade de colesterol citoplasmático em fibroblastos dos dois grupos de pacientes; medida da atividade das enzimas esfingomielinase ácida (ASM), quitotriosidase (QT), beta-glicosidase ácida (GBA) e beta-galactosidase (GLB). Todos estes parâmetros foram comparados com aqueles de CS. Os resultados mostraram que a quantificação da fluorescência do colesterol no teste de Filipin nos três grupos estudados através do número de pixels da imagem, é um método prático e não subjetivo que demonstrou uma diferença significativa entre o acúmulo de colesterol intracelular em CS, NPC cl e NPC var, confirmando a eficácia do método para o esclarecimento de padrões duvidosos. A dosagem de colesterol intracelular em fibroblastos de NPC apresentou-se sete vezes maior no padrão clássico e quatro vezes maior no variante, do que aquela encontrada nos CS. Com esses dados, a dosagem intracelular de colesterol mostra-se um bom parâmetro quantitativo para auxiliar no teste de Filipin quando este apresentar padrão de fluorescência apenas moderado. A medida da atividade da ASM tanto em leucócitos quanto em SPF não apresentou diferenças estatisticamente significativas entre os grupos estudados, embora seja aparente a diminuição na atividade desta enzima no fenótipo NPC cl. Com os valores obtidos para a medida da atividade da QT em plasma e SPF, verificamos que não houve diferença significativa entre os dois grupos NPC mas sim entre estes e os CS, demostrando que tanto os indivíduos com o fenótipo clássico quanto com o variante possuem uma atividade aumentada desta enzima. A análise da atividade da GBA em leucócitos não apresentou diferenças significativas entre os três grupos, embora sua atividade em NPC cl pareça maior do em CS. Já na análise em SPF, esta diferença foi estatisticamente confirmada. A atividade da GLB em leucócitos não apresentou diferenças entre os grupos estudados, embora esta pareça maior nos grupos NPC do que em CS. / Niemann-Pick disease Type C (NPC) is an autosomal recessive sphingolipidosis which is characterized by a lysosomal accumulation of unesterified cholesterol in various tissues, resulting in progressive neurodegeneration, hepatosplenomegaly and vertical eye paralysis, among other symptoms. Its onset occurs commonly between middle childhood and adolescence. Death occurs usually until the third decade of life. Along with the clinical symptoms, the diagnosis of NPC is accomplished by Filipin test in cultured fibroblasts, showing an intense perinuclear staining pattern, which is consistent with the accumulation of unesterified cholesterol. Some patients, referred to as NPC variants, present a clinical picture of NPC, but inconclusive results in biochemical tests, with no characteristic fluorescence in Filipin test, which makes the diagnosis problematic. The objective of this study was to develop objective techniques that can assist in confirming the diagnosis of NPC, when the phenotype shows undefined/variant characteristics to Filipin test, such as: quantification of perinuclear fluorescence pattern based on pixels' luminosity pattern in patients with classical (NPC cl) and variant (NPC var) NPC phenotype, comparing them among themselves and with healthy controls (CS); the amount of cytoplasmic cholesterol in fibroblasts of both groups of patients; measurement of the activity of the enzymes acid sphingomyelinase (ASM), chitotriosidase (CT), beta-glucosidase acid (GBA), and beta-galactosidase (GLB). All of these parameters were compared with those of CS. The results showed that the fluorescence quantitation of cholesterol in the Filipin test, for the three studied groups, by counting the number of image pixels, is a practical and non-subjective method, which showed a significant difference between the accumulation of intracellular cholesterol in CS, NPC cl and NPC var, confirming its effectiveness to clarify dubious patterns. Measures of intracellular cholesterol in NPC fibroblasts showed seven times higher in classic and four times higher in variant pattern, than that found in CS. With these data, the dosage of intracellular cholesterol appears to be a good parameter to aid in the quantitative Filipin test when it presents only a moderate fluorescence pattern. The measurement of ASM activity in both leukocytes and in SPF did not show statistically significant differences between the groups, despite the remarkable decrease in the enzyme's activity in NPC cl phenotype. With the data obtained for QT's activity in plasma and SPF, we found that there was no significant difference between the two NPC groups, but a significant one between the NPC and the CS, demonstrating that both individuals with the classical phenotype and with the variant one have an increased activity of this enzyme. The analysis of GBA activity in leukocytes showed no significant differences among the three groups, although its activity in NPC cl seemed to be greater than in CS. In the SPF analysis, this difference was statistically confirmed. The activity of GLB in leukocytes did not differ between the groups, although it seems greater in the NPC group than in CS.

A doença de Niemann-Pick tipo C (NPC) é uma esfingolipidose autossômica recessiva que se caracteriza pelo acúmulo lisossômico de colesterol não-esterificado em vários tecidos, resultando em neurodegeneração progressiva, hepatoesplenomegalia e paralisia ocular vertical, entre outros sintomas. Sua manifestação ocorre geralmente entre a metade da infância e a adolescência. A morte ocorre geralmente até a terceira década de vida. Associado à sintomatologia clínica, o diagnóstico de NPC é realizado através do teste de Filipin em fibroblastos cultivados, que demonstra um intenso padrão de fluorescência perinuclear, consistente com o acúmulo de colesterol nãoesterificado. Alguns pacientes, referidos como NPC variantes, apresentam quadro clínico compatível com NPC, mas resultados inconclusivos nos testes bioquímicos, com fluorescência não característica no teste de Filipin, tornando problemático o diagnóstico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver técnicas objetivas capazes de auxiliar na confirmação do diagnóstico de NPC, quando um fenótipo apresentar característica indefinida/variante ao teste de Filipin, tais como: quantificação do padrão de fluorescência perinuclear quanto ao número de pixels em pacientes com fenótipo clássico (NPC cl) e variante (NPC var) de NPC, comparando-os entre si e com controles saudáveis (CS); medida da quantidade de colesterol citoplasmático em fibroblastos dos dois grupos de pacientes; medida da atividade das enzimas esfingomielinase ácida (ASM), quitotriosidase (QT), beta-glicosidase ácida (GBA) e beta-galactosidase (GLB). Todos estes parâmetros foram comparados com aqueles de CS. Os resultados mostraram que a quantificação da fluorescência do colesterol no teste de Filipin nos três grupos estudados através do número de pixels da imagem, é um método prático e não subjetivo que demonstrou uma diferença significativa entre o acúmulo de colesterol intracelular em CS, NPC cl e NPC var, confirmando a eficácia do método para o esclarecimento de padrões duvidosos. A dosagem de colesterol intracelular em fibroblastos de NPC apresentou-se sete vezes maior no padrão clássico e quatro vezes maior no variante, do que aquela encontrada nos CS. Com esses dados, a dosagem intracelular de colesterol mostra-se um bom parâmetro quantitativo para auxiliar no teste de Filipin quando este apresentar padrão de fluorescência apenas moderado. A medida da atividade da ASM tanto em leucócitos quanto em SPF não apresentou diferenças estatisticamente significativas entre os grupos estudados, embora seja aparente a diminuição na atividade desta enzima no fenótipo NPC cl. Com os valores obtidos para a medida da atividade da QT em plasma e SPF, verificamos que não houve diferença significativa entre os dois grupos NPC mas sim entre estes e os CS, demostrando que tanto os indivíduos com o fenótipo clássico quanto com o variante possuem uma atividade aumentada desta enzima. A análise da atividade da GBA em leucócitos não apresentou diferenças significativas entre os três grupos, embora sua atividade em NPC cl pareça maior do em CS. Já na análise em SPF, esta diferença foi estatisticamente confirmada. A atividade da GLB em leucócitos não apresentou diferenças entre os grupos estudados, embora esta pareça maior nos grupos NPC do que em CS. / Niemann-Pick disease Type C (NPC) is an autosomal recessive sphingolipidosis which is characterized by a lysosomal accumulation of unesterified cholesterol in various tissues, resulting in progressive neurodegeneration, hepatosplenomegaly and vertical eye paralysis, among other symptoms. Its onset occurs commonly between middle childhood and adolescence. Death occurs usually until the third decade of life. Along with the clinical symptoms, the diagnosis of NPC is accomplished by Filipin test in cultured fibroblasts, showing an intense perinuclear staining pattern, which is consistent with the accumulation of unesterified cholesterol. Some patients, referred to as NPC variants, present a clinical picture of NPC, but inconclusive results in biochemical tests, with no characteristic fluorescence in Filipin test, which makes the diagnosis problematic. The objective of this study was to develop objective techniques that can assist in confirming the diagnosis of NPC, when the phenotype shows undefined/variant characteristics to Filipin test, such as: quantification of perinuclear fluorescence pattern based on pixels' luminosity pattern in patients with classical (NPC cl) and variant (NPC var) NPC phenotype, comparing them among themselves and with healthy controls (CS); the amount of cytoplasmic cholesterol in fibroblasts of both groups of patients; measurement of the activity of the enzymes acid sphingomyelinase (ASM), chitotriosidase (CT), beta-glucosidase acid (GBA), and beta-galactosidase (GLB). All of these parameters were compared with those of CS. The results showed that the fluorescence quantitation of cholesterol in the Filipin test, for the three studied groups, by counting the number of image pixels, is a practical and non-subjective method, which showed a significant difference between the accumulation of intracellular cholesterol in CS, NPC cl and NPC var, confirming its effectiveness to clarify dubious patterns. Measures of intracellular cholesterol in NPC fibroblasts showed seven times higher in classic and four times higher in variant pattern, than that found in CS. With these data, the dosage of intracellular cholesterol appears to be a good parameter to aid in the quantitative Filipin test when it presents only a moderate fluorescence pattern. The measurement of ASM activity in both leukocytes and in SPF did not show statistically significant differences between the groups, despite the remarkable decrease in the enzyme's activity in NPC cl phenotype. With the data obtained for QT's activity in plasma and SPF, we found that there was no significant difference between the two NPC groups, but a significant one between the NPC and the CS, demonstrating that both individuals with the classical phenotype and with the variant one have an increased activity of this enzyme. The analysis of GBA activity in leukocytes showed no significant differences among the three groups, although its activity in NPC cl seemed to be greater than in CS. In the SPF analysis, this difference was statistically confirmed. The activity of GLB in leukocytes did not differ between the groups, although it seems greater in the NPC group than in CS.