Introdução- Considerando o papel da glutamina como substrato energético para os enterácitos e como fornecedora de nitrogênio para o músculo esquelético, o estudo hipotetiza que a suplementação com glutamina pode contribuir na modulação da inflamação sistêmica e na preservação da massa muscular de idosos. Objetivos-avaliar os efeitos da suplementação com glutamina em alguns marcadores de inflamação e de composição corporal de idosos em risco de fragilidade. Métodos-estudo randomizado duplo-cego de intervenção. Foram recrutados idosos não institucionalizados que apresentaram de um a dois critérios de fragilidade biológica. Os idosos foram distribuídos em dois grupos: um recebeu glutamina(GLU) e outro maltodextrina, utilizado como placebo(PLA) durante seis meses, em duas doses diárias. No início e ao fmal do estudo os indivíduos foram avaliados pelo peso e estatura, para cálculo do índice de massa corporal(IMC), circunferências da cintura, quadril, panturrilha e braço(CC,CQ,CP e CB) e dobra cutânea tricipital(DCT); composição corporal porbioimpedância elétrica, observando os valores de resistência(R), reactância(Xc), ângulo de fase(AF), água extra e intracelular e capacitância; força de preensão palmar(FPM); concentração sérica de citocinas (IL-IO, IL-6 e TNF-α); concentração sérica de creatinina e ureia para avaliação de função renal, por meio do cálculo da depuração de creatinina(Cockcorft&Galt); ingestão alimentar pelo recordatório alimentar de 24 horas e diário alimentar; nível de atividade fisica pelo questionário de Baecke; funcionamento intestinal pela escala de Bristol. Resultados-Foram incluídos no estudo 49 idosos, divididos 25 no GLU e 24 no PLA. Embora nenhuma das variáveis tenha apontado diferença significativa na comparação relacionada ao tempo (antes e depois da suplementação) e ao tratamento (glutamina ou placebo), a evolução de algumas variáveis indicou vantagens para o GLU, a saber: maiores valores de FPM; maiores valores do IMC, ligeiro aumento da CB e ligeira diminuição da DCT, menores variações das outras medidas corporais; valores de Xc, AF e água intracelular mostraram um melhor estado celular no GLU. Conclusões-A suplementação com glutamina em idosos em risco de fragilidade mostrou variações que podem ser interpretadas como possíveis beneficios ao funcionamento intestinal e à composição corporal. Dada a grande variabilidade dos resultados, não foi possível estabelecer diferenças estatísticas que pudessem confirmar essas variações. Estudos com amostras maiores, e com medidas prévias da permeabilidade intestinal, podem esclarecer os achados. / Introduction-Having in mind the role of glutamine as an energy substrate to enterocytes, as well as a nitrogen reserve to skeletal muscle, the study hypothesized that glutamine supplementation is capable of modulating the systemic inflammation and improving muscle mass as consequence. Objectives-to evaluate the effects of glutamine supplementation on some inflammatory markers and on the body composition of elderly in risk of frailty. Methods-randomized double-blind clinicai trial (RCT). This study included community-dwelling elderly (above 65 years old), who presented one or two criteria to develop frailty syndrome. The elderly were distributed in two groups, one of them received glutamine (GLU) and the other received placebo (PLA; maltodextrin) for 6 months, in two daily doses. In beginning and cnd of the experiment, the participants were evaluated for body weight and body height, to calculate the body mass index(BMI); waist, hip, calf and arm circumferences(WC,HC,CC,AC); tricipital skin folder(TSF); body composition by bioelectrical impedance measuring resistance, reactance, capacitance, phase angle, extra and intracellular water; grip strength; serum levei of inflammatory cytokines(IL-l0, IL-6 e TNF-α); serum creatinine and urea with evaluation ofkidney function by Cockcroft & Galt equation; food intake by a 24h food record; physical activity level by Baecke questionnaire; bowel function by Bristol scale. Results-49 participants were recruited, and distributed to both groups (GLU= 24 and PLA=24). Although none of the variables showed significant statistical differences, comparing together time (before and after) and group (glutamine or placebo), but evoluation of variables to demonstrate advantages to GLU supplementation, such as: higher grip strength values; higher values of BMI, slight enhance of AC and slight reduction in TSF, lower variation in anthropometric measures; BIA results showed better cellular conditions in GLU group (from reactance, phase angle and intracellular water). Conclusions - According to our experimental conditions, the glutamine supplementation in elderly at frailty risk showed some variability which could be interpreted as benefits either to body composition and gut function. However, due to the high variability presented in the results, it was not possible to find statistical significances, to confirm those finds. Studies involving a larger sample size, and preferably with measures of intestinal permeability, could clarify our results.

Introdução: A lesão de isquemia e reperfusão (I/R) intestinal pode causar danos celular e tecidual local e em órgãos a distância. Alguns fatores podem estar envolvidos nesses processos, tais como: a geração de espécies reativas de oxigênio, mediadores inflamatórios, óxido nítrico (NO) e estresse do retículo endoplasmático (RE). Devido ao envolvimento do estresse oxidativo nas lesões de I/R intestinal, algumas opções terapêuticas com antioxidantes estão sendo estudadas e testadas nas lesões de I/R intestinal. Objetivo: Avaliar o efeito local e sistêmico da glutamina no intestino e fígado de animais submetidos à I/R intestinal. Métodos: Foram utilizados 20 ratos wistar machos divididos em quatro grupos: Sham operated (SO), Glutamina+Sham operated (G+SO), Isquemia e reperfusão intestinal (I/R); Glutamina+Isquemia e reperfusão intestinal (G+I/R). Os animais foram anestesiados e, após, realizada a laparotomia mediana e identificação da artéria mesentérica superior. A artéria foi clampeada por 30 e após esse tempo, os animais foram mantidos por mais 15 minutos em reperfusão intestinal. A glutamina foi administrada por via intraperitoneal, na dose de 25 mg/Kg diluída em 1 mL de solução fisiológica. O tratamento foi realizado uma vez ao dia, durante 48 horas antes da indução da isquemia. Foram realizadas análises séricas para a função de integridade hepática através das enzimas aspartato aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT) e fosfatase alcalina (FA) e danos ao DNA pelo ensaio cometa. Realizamos a análise histológica dos tecidos através da coloração de Hematoxilina-Eosina e imunohistoquímica para avaliar a quantidade de células marcadas com os anticorpos monoclonais IL-1β, IL-6, TNF-α e NF-B no intestino e fígado. O homogeneizado do intestino e fígado foram utilizados para a avaliação dos níveis de lipoperoxidação (LPO) através das substâncias que reagem ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), avaliação da atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), determinação dos níveis de glutationa (GSH), avaliação dos metabólitos do óxido nítrico (nitritos/nitratos) e para as análises moleculares das proteínas iNOS, NF-B, Nrf2, Keap1, SOD, NQO1, HSP70, GRP78 e ATF-6 por Western Blot. Resultados: O pré-tratamento com glutamina reduziu os níveis de LPO, óxido nítrico, danos ao DNA, bem como as enzimas de integridade hepática. Observamos que a glutamina foi eficaz na preservação da arquitetura tecidual do intestino e fígado dos animais submetidos a I/R intestinal, reduzindo parâmetros como infiltrado inflamatório, perda das vilosidades intestinais e necrose. Constatou-se que a glutamina ativou a via do Nrf2 e as enzimas antioxidantes, reduziu o dano celular, e inibiu o estresse do RE, além de reduzir os mediadores do processo inflamatório. Conclusão: Neste estudo, sugerimos que o pré-tratamento com a glutamina desempenhou um papel protetor tanto no intestino como no fígado dos animais submetidos a I/R intestinal, demonstrado pelas análises estudadas, possivelmente pela sua ação antioxidante e anti-inflamatória. / Background: Injury by intestinal ischemia and reperfusion (I/R) can cause local and cellular damage to tissues and organs at distance. Some factors may be involved in those processes, such as the generation of reactive oxygen species, inflammatory mediators, nitric oxide (NO) and endoplasmic reticulum stress. Due to the involvement of oxidative stress in intestinal I/R lesions, some therapeutic options with antioxidants are being studied and tested in order to reduce these damages. Objective: To evaluate the local and systemic effect of glutamine in the intestine and liver of animals submitted to intestinal I/R. Methods: Twenty male Wistar rats were divided into four groups: Sham operated (SO), Glutamine+Sham operated (G+SO), Intestinal Ischemia and reperfusion (I/R); Glutamine+intestinal ischemia and reperfusion (G+I/R). The animals were anesthetized and after we performed the median laparotomy and identification of the superior mesenteric artery. The artery was clamped for 30 minutes and after that the animals were maintained for another 15 minutes in intestinal reperfusion. Glutamine was administered intraperitoneally at a dose of 25 mg/kg diluted in 1 ml of saline solution. Treatment was performed once daily for 48 hours prior to induction of ischemia. Serum samples for hepatic integrity were collected, and the enzymes aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and alkaline phosphatase (FA) were accessed. DNA damage was evaluated by the comet assay. We performed the histological analysis of the tissues through the staining of Hematoxylin-Eosin and immunohistochemistry, in order to evaluate the amount of cells labeled with the monoclonal antibodies IL-1β, IL-6, TNF-α and NF-B in the intestine and liver. The intestinal and liver homogenates were used to evaluate the levels of lipoperoxidation (LPO) through thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), evaluation of the activity of antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), determination of glutathione levels (GSH) and nitric oxide (nitrites/nitrates), and for the molecular analyzes of the iNOS, NF-B, Nrf2, Keap1, SOD, NQO1, HSP70, GRP78 and ATF-6 proteins we performed Western blot analysis. Results: Pretreatment with glutamine reduced levels of LPO, nitric oxide, DNA damage, as well as liver integrity enzymes. We observed that glutamine was effective in preserving the intestinal and liver tissue architecture of animals submitted to intestinal I/R, reducing parameters such as inflammatory infiltrate, loss of intestinal villi and necrosis. It was found that glutamine activated the Nrf2 pathway and antioxidant enzymes, reduced cell damage, and inhibited endoplasmic reticulum stress in addition to reducing mediators of the inflammatory process. Conclusion: In this study, we suggest that pretreatment with glutamine played a protective role in both intestine and liver of animals submitted to intestinal I/R, demonstrated by the present analyzes, possibly for its antioxidant and anti-inflammatory action.

The importance of metabolism in tumor initiation and progression is becoming increasingly clear. Metabolic changes induced by oncogenic drivers of cancer contribute to tumor growth and are attractive targets for cancer treatment. Phosphatase and Tensin homolog deleted from chromosome ten (PTEN) is one of the most commonly mutated tumor suppressors in cancer and operates in multiple roles, rendering it a hub for understanding cancer biology and for developing targeted therapy. PTEN’s canonical function is its ability to antagonize the phosphoinositide 3-kinase (PI3K) pathway by dephosphorylating the lipid second messenger phosphatidylinositol (3,4,5) tri-phosphate (PIP3). This thesis focuses on the effects of PTEN loss on cellular metabolism, and the therapeutic vulnerability that stems from metabolic alterations. First, we discovered that loss of Pten in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) increases cellular proliferation and the number of replication forks per cell, launching our investigation into metabolic pathways that may be altered to support increased growth. Indeed, we found that Pten-/- cells exhibited a dependence on glutamine for their faster rate of growth, and that glutamine was channeled into the de novo synthesis of pyrimidines. The next chapter examined dihydroorotate dehydrogenase (DHODH), a rate limiting enzyme for pyrimidine ring synthesis in the de novo pyrimidine synthesis pathway. We found that PTEN-deficient primary cells and cancer cell lines were more sensitive to inhibition of DHODH than PTEN WT cells were, and that the growth inhibition could be rescued by metabolites downstream of DHODH. Furthermore, we found that xenografted human triple negative breast cancer tumors in mice could be diminished by treatment with leflunomide, a DHODH inhibitor. In the following chapter, we aimed to identify the mechanisms leading to cell death in PTEN mutant cells upon DHODH inhibition. We found that inherent defects in checkpoint regulation in PTEN-deficient cells were exacerbated by the stress of obstructed de novo pyrimidine synthesis, leading to a buildup of DNA damage at replication forks and ultimately chromosomal breaks. This was instigated by AKT-mediated phosphorylation of TOPBP1 that caused inadequate ATR activation, as well as AKT-mediated phosphorylation and inactivation of CHK1. In sum, the findings of this thesis indicate that enhanced glutamine flux to de novo pyrimidine synthesis in PTEN mutant cells generates vulnerability to DHODH inhibition. The integration of altered glutamine regulation with PTEN’s effect on replication, DNA damage, and the checkpoint response manifests as synthetic lethality upon DHODH inhibition in cells with PTEN inactivation. Inhibition of DHODH could thus be a promising therapy for patients with PTEN mutant cancers.

O carcinoma de células escamosas de cavidade bucal tem alta prevalência e índice de mortalidade considerável entre as principais neoplasias malignas. Acredita-se que carcinógenos químicos promovem a carcinogênese através de danos oxidativos e mutações genéticas, entre outros mecanismos. O organismo evita o acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs), ou seja, o estresse oxidativo, através da produção endógena de antioxidantes como o -tocoferol, o retinol e a glutationa. Diversos estudos têm demonstrado que a administração de glutamina pode aumentar a produção de glutationa, proteger células de danos oxidativos e alterações genéticas, e, assim, inibir ou retardar a carcinogênese. Esse aminoácido é considerado um agente quimiopreventivo por atuar em alvos moleculares e celulares específicos, no processo de inflamação ou transdução de sinais, além de induzir atividade de enzimas de detoxificação e suprimir proliferação celular. O protocolo de indução de carcinogênese bucal induzida por DMBA, dimetilbenzantraceno dilúido em acetona, aplicado três vezes por semana, foi bem estabelecido em hamsters e sabe-se que a formação de EROs durante sua metabolização pode se difundir a partir do local de geração, para fora da célula, e iniciar a cadeia de peroxidação lipídica. Sabe-se que existe metabolização hepática do DMBA quando aplicado em mucosa jugal. Nesse estudo avaliou-se o efeito da suplementação de glutamina via oral e intragástrica em carcinogênese DMBA-induzida em mucosa de bolsa jugal de hamsters. Dosaram-se níveis de malondialdeído (MDA), principal produto de peroxidação lipídica, e antioxidantes -tocoferol, retinol e glutationa. Obteve-se como resultado a formação de carcinoma de células escamosas na maioria dos animais, independentemente da administração de glutamina, na dosagem testada. Não foram observadas diferenças na quantidade de MDA, glutationa, proteína e retinol no fígado dos animais. Tampouco houve diferença entre os níveis plasmáticos de glutationa entre os grupos. Esses resultados demonstram que não houve estresse oxidativo significativo nos tecidos testados. Porém houve acúmulo de -tocoferol no fígado dos animais tratados com o carcinógeno por 15 semanas, independentemente da administração de glutamina. Conclui-se, portanto, que pode ter ocorrido agressão ao tecido hepático desses animais e que a glutamina não foi eficiente na prevenção de carcinogênese ou agressão hepática. Possivelmente o tecido tumoral apresentaria alteração do equilíbrio oxidante/antioxidante, mas não foi avaliado nesse estudo. / Oral cavity squamous cell carcinoma has a high prevalence and substantial mortality rate among the major malignancies. It is believed that chemical carcinogens promote carcinogenesis by oxidative damage and mutation, among other mechanisms. The body prevents the accumulation of reactive oxygen species (ROS), oxidative stress, through the production of endogenous antioxidants such as -tocopherol, retinol, and glutathione. Several studies have demonstrated that glutamine administration can increase the production of glutathione, protecting cells from oxidative damage and genetic changes, and thus inhibit or delay the carcinogenesis. This amino acid is considered a chemopreventive agent to act on specific molecular and cellular targets, in inflammation or signal transduction, and activity to induce detoxification enzymes and suppress cell proliferation. The dimethylbenzanthracene (DMBA) induced carcinogenesis protocol consists in three times a week application of DMBA diluted in acetone, in hamsters. It is known that the formation of ROS during its metabolism can diffuse from the site of generation, outside the cell, and initiate the lipid peroxidation chain. It is known that there is hepatic metabolism of DMBA when applied to the buccal mucosa. This study evaluated the effect of oral and intragastric glutamine supplementation in DMBA-induced carcinogenesis on the cheek pouch mucosa of hamsters. Levels were assayed for malondialdehyde (MDA), the main product of lipid peroxidation, and the antioxidants -tocopherol, retinol and glutathione. The results show the formation of squamous cell carcinoma in most animals, regardless of this glutamine amount administration. There were no differences in the amount of MDA, glutathione, protein and retinol in the liver of animals. There was no difference between plasma levels of glutathione between groups. These results demonstrate that there was no significant oxidative stress in the tissues tested. However, there was accumulation of -tocopherol in the liver of animals treated with the carcinogen for 15 weeks, regardless of the administration of glutamine. Therefore that may have occurred aggression liver tissue of animals and that glutamine was not effective in the prevention of carcinogenesis or liver injury. Possibly the tumor tissue present shift in the balance oxidant / antioxidant, but it was not evaluated in this study.

Trypanosoma cruzi, utiliza os aminoácidos como importantes metabólitos para sua manutenção e viabilidade, dentre eles glutamato e glutamina que participam no suprimento energético, metaciclogênese e síntese de pirimidinas. Neste trabalho a glutamina sintetase de T. cruzi (TcGS) foi estudada sob a hipótese de contribuir com a detoxificação de NH4+. Extratos de T. cruzi e a enzima recombinante pura foram utilizados na caracterização cinética e determinação da conformação oligomérica. Na forma amastigotas, observamos que TcGS é mais expressa e ativa. Além disso, a metionina sulfoximina (MS) inibiu TcGS de maneira competitiva e com alta afinidade e reduziu a proliferação de epimastigotas em excesso extracelular de NH4+, relacionando TcGS com a detoxificação dessa molécula. Assim, o tratamento com MS ao longo do ciclo intracelular reduziu a eclosão de formas tripomastigotas de células CHO-K1, ressaltanto a importância da GS no metabolismo de nitrogênio e no ciclo de vida de T. cruzi. / Trypanosoma cruzi uses amino acids as important metabolites for its maintenance and viability, glutamate and glutamine are involved in energy supply, metacyclogenesis and synthesis of pyrimidines. It was described here the glutamine synthetase of T. cruzi (TcGS), and its relation with the ammonium detoxification. Extracts of T. cruzi and pure recombinant enzyme were used to determine the kinetic parameters and the oligomeric conformation of the enzyme. In amastigote forms, we observed that TcGS is more expressed and active. In addition, methionine sulfoximine (MS) inhibited competitively the TcGS, with high affinity and reduced the epimastigotes proliferation exposed to extracellular ammonium excess, connecting TcGS to the ammonium detoxification. Therefore, the treatment with MS along the intracellular cycle reduced the trypomastigote bursting from the CHO-K1 cells, demonstrating the importance of GS on the T. cruzi life cycle establishment and nitrogen metabolism.

Whilst progress has been made in reducing mortality in some cancers, mortality rates remain high in many cancers and there is a need to develop novel therapeutic strategies. In this thesis, various pharmacological strategies designed to enhance the activity of existing therapeutic drugs were evaluated. Cancer cells are dependent upon aerobic glycolysis (the Warburg effect) and glutamine uptake. Using clinically approved tyrosine kinase inhibitors and Bortezomib, significant enhancement of chemosensitivity was observed when used in combination with inhibitors of lactate dehydrogenase (Gossypol) and pyruvate kinase dehydrogenase (Dichloroacetate). In contrast, depletion of glutamine from media had to be extensive in order to induce cell death and cell death only occurred after prolonged exposure to glutamine-deprived conditions. This suggests that glutamine depletion strategies alone are unlikely to be successful but may be useful in combination with other agents targeting glutamine addiction in cancer cells. Finally, Temozolomide (TMZ) is an important drug in the treatment of glioblastomas but its activity is reduced by resistance mechanisms including O6 methyl guanine methyltransferase (MGMT) and mismatch repair (MMR). This thesis has identified analogues of TMZ (EA02-45, EA02-59, EA02-64 and EA02-65) that are MGMT and MMR independent in terms of inducing cell kill in vitro. These compounds are promising leads for future development. In conclusion, this thesis has demonstrated that interfering with the metabolic phenotype of cancer can enhance the activity of existing drugs and identified novel analogues of TMZ that circumvent drug resistance mechanisms that hamper the efficacy of TMZ.

Orientador: Dirlei Antonio Berto / Banca: Juliana Célia Denadai / Banca: Maria Márcia Pereira Sartori / Banca: Maria Cristina Thomaz / Banca: Valdomiro Shigueru Miyada / Resumo: As consequências do desmame precoce são, alterações nas características das vilosidades e das criptas do intestino delgado dos leitões, comprometendo a eficiência dos processos de digestão e de absorção de nutrientes. Foram realizados dois experimentos com o objetivo de verificar a influência das dietas no turnover do carbono e na morfologia da mucosa do duodeno e jejuno de leitões desmamados aos 21 dias de idade. As dietas foram sem glutamina, glutamato e nucleotídeos (DC); contendo 1% de glutamina (DG); contendo 1% de glutamato (DAG) e contendo 1% de nucleotídeos (DN). No primeiro experimento foram utilizados 123 animais, sendo abatidos três leitões no dia 0 e três animais de cada tratamento nos dias 1, 2, 4, 5, 7, 9, 13, 20, 27 e 49 após o desmame, para coleta de amostras da mucosa do duodeno e jejuno, que foram analisadas quanto à composição isotópica de 13C e mensurada a velocidade de substituição do carbono no tempo. No segundo experimento foram utilizados 65 animais, em delineamento experimental em blocos ao acaso, com arranjo fatorial dos tratamentos 4 x 3 +1 (quatro dietas: DC, DG, DAG e DN, três épocas de abate: 7, 14 e 28 dias pós desmame e abate no desmame: dia 0), para análises morfológicas. Os valores da meia-vida do carbono para o duodeno foram 7,3; 7,6; 6,2 e 5,2 dias e para o jejuno de 7,1; 6,7; 6,2 e 4,9 dias para as DC, DG, DAG e DN, respectivamente. As dietas não alteram a altura das vilosidades (AV), profundidade das criptas (PC) e relação altura das vilosidades: profundidade das criptas (AV:PC), com exceção da DN que determinou maior PC no duodeno, quando comparado com a DAG. A inclusão de 1% de nucleotídeos ou de 1% de glutamato nas dietas de leitões acelera o turnover do carbono da mucosa intestinal, sugerindo sua recuperação mais rápida no período... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract : The consequences of early weaning are the changes in the characteristics of the small intestine villus and crypts of piglets, reduce the efficiency of digestion and absorption of nutrients. Two experiments were conducted in order to study the influence of diets on carbon turnover and morphology of the mucosa of the duodenum and jejunum of piglets weaned at 21 days of age. The diets were: Diets without glutamine, glutamate and nucleotides (DC); containing 1% of glutamine (DG); containing 1% of glutamate (DAG) and containing 1% of nucleotides (DN). In the first experiment a hundred twenty three animals were used and three of them were slaughtered at day 0 and three animals from each diets on days 1, 2, 4, 5, 7, 9, 13, 20, 27 and 49 after weaning, for collecting samples of mucosa duodenum and jejunum was taken, which were analysis for the isotopic composition ‰13C and measured the time of carbon substitution. In the second experiment, sixty five animals were used in a randomized complete blocks design experiment with a 4x3x1 factorial arrangement of diets (four diets: DC, DG, DAG and DN; three slaughter ages: 7,14 and 28 days post weaning and slaughter at weaning day: day 0) for morphology analysis. The values of carbon half-life into the duodenum were 7.3, 7.6, 6.2 and 5.2 and into the jejunum were 7.1, 6.7, 6.2 and 4.9 for DC, DG, DAG and DN, respectively. Diets do not change the villus height (VH), crypt depth (PC) and villus:crypt ration (AV:PC), except that DN determined that most PC duodenum compared with the DAG. The inclusion of 1% of nucleotides or 1% of glutamate in the diet of piglets accelerates the carbon turnover of intestinal mucosa, suggesting a faster recovery post-weaning, however, was not evaluated any effect on the action of products by results of morphology analysis, indicating that the technique... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Após o estímulo deflagrador de um trauma ou infecção, a liberação de citocinas na circulação sanguínea desempenha um importante papel efetor e também modulador da resposta imune sistêmica. Essas citocinas podem ser pró-inflamatórias, que estimulam a liberação de diversos tipos celulares e de outras citocinas, como fator de necrose tumoral-alfa (TNF-&#945;), interleucina 1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL-8, IL-12 e interferon-gama (INF-&#61543;); ou citocinas com efeitos antiinflamatórios, que inibem o processo inflamatório, em parte pela redução da produção de diversas citocinas que regulam positivamente a resposta, minimizando o comprometimento orgânico resultante, como IL-4, IL-10, IL-13. A L-glutamina é o aminoácido mais abundante no organismo, com importante papel no metabolismo protéico. Sua ação trófica sobre a mucosa do intestino delgado é bastante conhecida, o que o torna componente essencial para a manutenção estrutural e funcional do intestino. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da suplementação dietética com L-glutamina na modulação da resposta inflamatória em animais submetidos a sepse abdominal induzida por ligadura e perfuração cecal. Foram utilizados 24 ratos Wistar machos adultos, com peso inicial entre 200 e 230 g, distribuídos em três grupos, cada um com oito animais, da seguinte forma: grupo I (controle) submetidos a operação simulada (laparotomia e manipulação de alças intestinais); grupo II submetidos a laparotomia, com indução de sepse abdominal; e grupo III receberam suplementação dietética com L-glutamina por sete dias e, após, foram submetidos a indução de sepse abdominal. Foram coletadas amostras sanguíneas de todos os animais antes (tempo 0) e duas e quatro horas (tempos 1 e 2) após a indução da sepse abdominal. Foram verificados o número de leucócitos, a dosagem da concentração plasmática de citocinas pró- e antiinflamatórias (INF-&#947;, IL-6 e IL-10) e análise microbiológica de líquido peritoneal. A glicemia apresentou aumento significativo em todos os grupos, comparando-os ao início e ao final do experimento (p<0,05). No que concerne à IL-10, observou-se aumento significativo nos animais do grupo III entre os tempos 0 e 2, e entre os tempos 1 e 2 (p=0,0331 e p=0,0155, respectivamente). Não se observou qualquer outra diferença ao serem analisadas as demais citocinas (IFN-&#61543; e IL-6), em todos os grupos e em todos os momentos analisados. Nossos achados sugerem que a suplementação dietética com L-glutamina em animais submetidos à indução de sepse abdominal com modelo CLP parece potencializar a resposta antiinflamatória, aumentando a concentração plasmática de IL-10, enquanto as concentrações de INF-&#947; e IL-6 não apresentaram variação significativa. / After the triggering stimulus of trauma or infection, the release of cytokines into the bloodstream plays an important effector and modulator role on the systemic immune response. These cytokines may be pro-inflammatory, stimulating the release of several cell types and other cytokines, such as tumor necrosis factor-alpha (TNF-&#945;), interleukin 1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL-8, IL-12 and interferon-gamma (IFN-&#61543;); or cytokines with anti-inflammatory effects that inhibit the inflammatory process, in part by reducing the production of several cytokines that positively regulate the response, minimizing the resulting organic damages, such as IL-4 , IL-10, IL-13. L-Glutamine is the most abundant amino acid in the body, with an important role in protein metabolism, acting as a vehicle for nitrogen transport. Its trophic action on the small intestinal mucosa is well known, which makes it an essential component in the maintenance of the bowel structure and function. This study aimed at evaluating the effect of the dietary supplementation with L-glutamine in modulating the inflammatory response in animals submitted to the induction of abdominal sepsis by cecal ligation and puncture (CLP). We used 24 adult male Wistar rats, initially weighing between 200 and 230 g, divided into three groups, each with eight animals as follows: group I (control) sham operation (laparotomy and manipulation of the bowel); group II laparotomy with induction of abdominal sepsis; and group III dietary supplementation with L-glutamine for seven days and after submitted to the induction of abdominal sepsis. Blood samples were collected from all animals before (time 0) and two and four hours (times 1 and 2) after the induction of abdominal sepsis. We verified white blood cell (WBC) count, the plasmatic concentration of pro- and anti-inflammatory cytokines (INF-&#947;, IL-6 and IL-10), and the microbiological analysis of peritoneal fluid. Blood glucose increased significantly in all groups, comparing them in the beginning and in the end of the experiment (p<0.05). Concerning to IL-10, we observed a significant increase in the animals of group III between times 0 and 2, and times 1 and 2 (p=0.0331 and p=0.0155, respectively). We did not observe any difference in the analysis of the other cytokines (IFN-&#61543; and IL-6) in all groups and at all times. Our findings suggest that dietary supplementation with L-glutamine in animals submitted to the induction of abdominal sepsis with CLP model seems to enhance the anti-inflammatory response, increasing the plasmatic concentration of IL-10, while the concentration of INF-&#947; and IL-6 did not present significant change.

A radioterapia é frequentemente utilizada no tratamento de tumores da próstata, porém durante esse procedimento a bexiga sadia usualmente sofre efeitos colaterais. Através do uso de um modelo animal para irradiação pélvica, avaliamos se a suplementação nutricional com L-glutamina poderia prevenir possíveis danos na parede da bexiga, especialmente em suas camadas mais superficiais. Ratos Wistar adultos machos com idade entre 3 e 4 meses foram separados em grupos de 8 animais: grupo controle que não recebeu a irradiação; grupos somente irradiados que foram mortos 7 (R7) e 15 dias (R15) após a irradiação (dose única de 10 Gy na região pélvico-abdominal); grupos irradiados e suplementados com L-glutamina (0,65g/kg de peso por dia), que foram mortos 7 (RG7) ou 15 após a irradiação. Células e vasos sanguíneos da lâmina própria, bem como o urotélio, foram avaliados com métodos histológicos. No urotélio foram feitas análises da altura e densidade nuclear e na lâmina própria densidade celular, densidade vascular e o número de mastócitos. Os resultados mostraram que em R7, a altura e densidade nuclear do urotélio e a densidade celular da lâmina própria não foram alterados significativamente. Entretanto a densidade dos vasos sanguíneos foi reduzida em 48% (p<0,05) e essa alteração foi evitada pela glutamina (p <0,02). No grupo R15, a densidade celular do epitélio aumentou em 35% (p<0,02). A densidade celular da lâmina própria não apresentou diferença estatística entre os grupos. Os mastócitos na lâmina própria foram reduzidos em R7 e R15. Apesar de ainda reduzidos em RG7 em RG15 houve aumento no número desse tipo celular o que sugere uma ação positiva da glutamina. Células &#945;-actina positivas na lâmina própria formam uma camada suburotelial e foram identificadas como miofibroblastos. A espessura dessa camada aumentou em R7, mas foi semelhante ao controle em RG7, enquanto alterações em R15 e RG15 foram menos evidentes. Esses resultados mostraram que a utilização da L-glutamina antes e após a radioterapia deve ser considerada para uso humano na proteção da bexiga contra os efeitos da radiação. / Radiotherapy is often used to treat prostate tumors, but the normal bladder is usually adversely affected. Using an animal model of pelvic radiation, we investigated whether glutamine nutritional supplementation can prevent radiation-induced damage to the bladder, especially in its more superficial layers. Male rats aged 3 to 4 months were divided into groups of 8 animals each: controls, which consisted intact animals; radiated-only rats, which were sacrificed 7 (R7) or 15 (R15) days after a radiation session (10 Gy aimed at the pelvico-abdominal region); and radiated rats receiving L-glutamine supplementation (0.65 g/kg body weight/day), which were sacrificed 7 (RG7) or 15 (RG15) days after the radiation session. Morphological and morphometric analysis of the urothelium were made. Nuclear density, lamina propria cell density and mast cells numbers per area were counted. The results showed that, in R7, epithelial thickness, epithelial cell density, and cell density in the lamina propria were not significantly affected. However, density of blood vessels in R7 was reduced by 48% (p < 0.05) and this alteration was mostly prevented by glutamine (p < 0.02). In R15, density of blood vessels in the lamina propria was not significantly modified. However, epithelial thickness was reduced by 25% (p < 0.05) in R15, and this effect was prevented by glutamine (p < 0.01). In R15, epithelial cell density was increased by 35% (p < 0.02), but glutamine did not protect against this radiation-induced increase. Cell density in the lamina propria was likewise unaffected in R15. Density of mast cells in the lamina propria was markedly reduced in R7 and R15. The density was still reduced in RG7, but a higher density in RG15 suggested a glutamine-mediated recovery. Alpha-actin positive cells in the lamina propria formed a suburothelial layer and were identified as myofibroblasts. Thickness of this layer was increased in R7, but was similar to controls in RG7, while changes in R15 and RG15 were less evident. In conclusion, pelvic radiation leads to significant acute and post-acute alterations in the composition and structural features of the vesical lamina propria and epithelium. Most of these changes, however, can be prevented by glutamine nutritional supplementation. These results emphasize, therefore, the potential use of this aminoacid as a radioprotective drug.

O carcinoma de células escamosas de cavidade bucal tem alta prevalência e índice de mortalidade considerável entre as principais neoplasias malignas. Acredita-se que carcinógenos químicos promovem a carcinogênese através de danos oxidativos e mutações genéticas, entre outros mecanismos. O organismo evita o acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs), ou seja, o estresse oxidativo, através da produção endógena de antioxidantes como o -tocoferol, o retinol e a glutationa. Diversos estudos têm demonstrado que a administração de glutamina pode aumentar a produção de glutationa, proteger células de danos oxidativos e alterações genéticas, e, assim, inibir ou retardar a carcinogênese. Esse aminoácido é considerado um agente quimiopreventivo por atuar em alvos moleculares e celulares específicos, no processo de inflamação ou transdução de sinais, além de induzir atividade de enzimas de detoxificação e suprimir proliferação celular. O protocolo de indução de carcinogênese bucal induzida por DMBA, dimetilbenzantraceno dilúido em acetona, aplicado três vezes por semana, foi bem estabelecido em hamsters e sabe-se que a formação de EROs durante sua metabolização pode se difundir a partir do local de geração, para fora da célula, e iniciar a cadeia de peroxidação lipídica. Sabe-se que existe metabolização hepática do DMBA quando aplicado em mucosa jugal. Nesse estudo avaliou-se o efeito da suplementação de glutamina via oral e intragástrica em carcinogênese DMBA-induzida em mucosa de bolsa jugal de hamsters. Dosaram-se níveis de malondialdeído (MDA), principal produto de peroxidação lipídica, e antioxidantes -tocoferol, retinol e glutationa. Obteve-se como resultado a formação de carcinoma de células escamosas na maioria dos animais, independentemente da administração de glutamina, na dosagem testada. Não foram observadas diferenças na quantidade de MDA, glutationa, proteína e retinol no fígado dos animais. Tampouco houve diferença entre os níveis plasmáticos de glutationa entre os grupos. Esses resultados demonstram que não houve estresse oxidativo significativo nos tecidos testados. Porém houve acúmulo de -tocoferol no fígado dos animais tratados com o carcinógeno por 15 semanas, independentemente da administração de glutamina. Conclui-se, portanto, que pode ter ocorrido agressão ao tecido hepático desses animais e que a glutamina não foi eficiente na prevenção de carcinogênese ou agressão hepática. Possivelmente o tecido tumoral apresentaria alteração do equilíbrio oxidante/antioxidante, mas não foi avaliado nesse estudo. / Oral cavity squamous cell carcinoma has a high prevalence and substantial mortality rate among the major malignancies. It is believed that chemical carcinogens promote carcinogenesis by oxidative damage and mutation, among other mechanisms. The body prevents the accumulation of reactive oxygen species (ROS), oxidative stress, through the production of endogenous antioxidants such as -tocopherol, retinol, and glutathione. Several studies have demonstrated that glutamine administration can increase the production of glutathione, protecting cells from oxidative damage and genetic changes, and thus inhibit or delay the carcinogenesis. This amino acid is considered a chemopreventive agent to act on specific molecular and cellular targets, in inflammation or signal transduction, and activity to induce detoxification enzymes and suppress cell proliferation. The dimethylbenzanthracene (DMBA) induced carcinogenesis protocol consists in three times a week application of DMBA diluted in acetone, in hamsters. It is known that the formation of ROS during its metabolism can diffuse from the site of generation, outside the cell, and initiate the lipid peroxidation chain. It is known that there is hepatic metabolism of DMBA when applied to the buccal mucosa. This study evaluated the effect of oral and intragastric glutamine supplementation in DMBA-induced carcinogenesis on the cheek pouch mucosa of hamsters. Levels were assayed for malondialdehyde (MDA), the main product of lipid peroxidation, and the antioxidants -tocopherol, retinol and glutathione. The results show the formation of squamous cell carcinoma in most animals, regardless of this glutamine amount administration. There were no differences in the amount of MDA, glutathione, protein and retinol in the liver of animals. There was no difference between plasma levels of glutathione between groups. These results demonstrate that there was no significant oxidative stress in the tissues tested. However, there was accumulation of -tocopherol in the liver of animals treated with the carcinogen for 15 weeks, regardless of the administration of glutamine. Therefore that may have occurred aggression liver tissue of animals and that glutamine was not effective in the prevention of carcinogenesis or liver injury. Possibly the tumor tissue present shift in the balance oxidant / antioxidant, but it was not evaluated in this study.