A suplementação com leucina pode ser uma forma de terapia importante para a regeneração do tecido muscular lesado, pois modula vias intracelulares reguladoras da massa muscular. Neste estudo, ratos Wistar tiveram os músculos soleus e TA da pata esquerda submetidos à criolesão. Os animais foram divididos em controle e suplementados com leucina (1,35 g/kg por dia), a qual teve início três dias antes da criolesão e prosseguiu por um, três, 10 e 21 dias. A leucina aumentou a AST das fibras no soleus e reduziu o processo inflamatório e a fibrose em ambos, além de reduzir a ativação de elementos da via TGF-β/Smad. A leucina também aumentou o número de células satélites em proliferação no soleus e acelerou a conversão das isoformas de MyHC em ambos, tendo aumentado a taxa de síntese proteica no TA. Entretanto, não houve elevação na expressão de elementos da via PI3K/Akt/mTOR. Observou-se redução da ativação de FoXO3a e do acúmulo de proteínas ubiquitinadas no soleus, além de maior atividade do proteassomo 26S. A leucina também atenuou o prejuízo funcional em ambos. / Leucine supplementation can be an important therapy for the regeneration of injured skeletal muscle tissue, for modulating intracellular pathways regulating muscle mass. In this study, rats had their soleus and TA muscles of the left hind limb damaged. The animals were divided into control and supplemented with leucine groups (1.35 g / kg per day), which started three days before damage and continued for 1, 3, 10 and 21 days. Leucine increased myofiber CSA in soleus and reduced inflammation and fibrosis on both, and reduced the activation of TGF-β/Smad signaling pathways. Leucine also increased the number of proliferating satellite cells in the soleus, accelerated the conversion between MyHC isoforms, and in rate of protein synthesis in the TA. However, no elevation on PI3K/Akt/mTOR signalling pathway was observed. There was a reduction on FoXO3a activation and ubiquitinated proteins accumulation in the soleus and an increase in the 26S proteasome activity. Leucine also attenuated the functional impairment on both muscles.

Investigar os efeitos do consumo de leucina sobre a adiposidade e a funcionalidade do tecido adiposo branco em ratos alimentados com dietas controle ou hiperlipídicas (HL). Ratos obesos foram submetidos a 6 semanas de suplementação com leucina. Ao final, podemos observar que a leucina exerceu efeitos distintos, dependente da condição metabólica em vários parâmetros relacionacidos como a adiposidade. Estas respostas foram pronunciadas no grupo de animais alimentados com dieta HL e suplementados com leucina, principalmente pela maior massa adiposa em diferentes coxins adiposos, maior hipertrofia de adipócitos da região subcutânea (SC), incremento na síntese de novo de ácidos graxos em adipócitos SC, bem como, aumento na incorporação de ácidos graxos em adipócitos SC. Além disso, observamos efeitos da leucina sobre a expressão gênica de PPAR<font face=\"symbol\">g, GPAT, FABP e PEPCK no tecido adiposo SC. Assim, foi demonstrado que a leucina quando utilzada em modelo de obesidade e resistência à insulina acaba favorecendo maior incremento da massa de gordura SC via PPAR<font face=\"symbol\">g. / Investigate the effects of leucine consumption on adiposity and functionality of white adipose tissue in rats fed with control or hyperlipidic (HL) diets. After obesity characterization, animals were submitted to 6 weeks of leucine supplementation. At the end, we could observe that leucine exerted distinct effects, depending on the metabolic condition in several parameters related to adiposity. These responses were more pronounced in animalsfed with HL diet and supplemented with leucine, mainly due to higher adipose mass in different fat pads, larger adipocytes in subcutaneous fat (SC), increase of de novo fatty acids synthesis, as well as, an increase in fatty acids incorporation in SC adipocytes. Furthermore, we observed effects of leucine supplementation on PPAR<font face=\"symbol\">g, GPAT, FABP and PEPCK gene expression in SC fat. Thus, it was demonstrated that leucine supplementation, when used in an obesity and insulin resistance model, favors the increase of adipose mass in SC fat via PPAR<font face=\"symbol\">g.

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.

Diversos estudos demonstraram que a administração aguda de leucina é capaz de atenuar a perda de massa muscular que ocorre no envelhecimento. Contudo, poucos estudos verificaram o efeito crônico dessa suplementação na composição corporal e em parâmetros metabólicos. O presente estudo analisou o efeito da suplementação com leucina durante 40 semanas na composição corporal e nos parâmetros bioquímicos e teciduais de ratos envelhecidos. Para isso, foram utilizados 40 animais Sprague-Dawley, com 6 meses de idade, os quais foram distribuídos em três grupos experimentais. Grupo adulto (n=10), ratos eutanaziados no início do experimento; Grupo Controle, recebeu ração contendo uma mistura de aminoácidos não essenciais por 40 semanas, e Grupo Leucina, recebeu ração contendo 4% de leucina por 40 semanas. Durante o experimento foi avaliado o consumo alimentar e o peso corporal. Após as 40 semanas de experimento os animais foram eutanaziados com intervalo de 5 horas de jejum (período pós-prandial) para coleta de soro sanguíneo e tecidos. Avaliaram-se: a composição química da carcaça; a massa de órgãos e dos músculos gastrocnêmio e sóleo; as concentrações de proteína e RNA no fígado e no músculo gastrocnêmio; o aminograma sanguíneo; as concentrações séricas de IGF-1, insulina, proteínas totais, albumina, glicose e perfil lipídico. Em relação ao peso corporal, o grupo leucina apresentou menor massa corporal, quando comparado ao grupo controle (p<0,005). No entanto, não houve diferença entre o grupo leucina e o controle em relação ao consumo alimentar. Ambos os grupos de animais envelhecidos apresentaram aumento da gordura corporal em comparação aos animais adultos, porém o grupo leucina apresentou menor conteúdo de gordura corporal (somatória dos depósitos de gorduras e porcentagem de gordura total) do que o grupo controle. Os animais envelhecidos dos grupos leucina e controle apresentaram maiores concentrações de glicose, triglicérides, colesterol, HDL, LDL, VLDL e insulina quando comparados ao grupo adulto. Os resultados obtidos permitem sugerir que a suplementação crônica com leucina não atenua a perda de massa muscular que ocorre durante o envelhecimento, porém é eficaz em reduzir a gordura corporal de ratos. Entretanto, essa redução de gordura não foi acompanhada de melhora em parâmetros indicativos da homeostase glicêmica e lipídica. / Several studies have demonstrated that acute administration of leucine is able to attenuate muscle mass loss which occurs during aging. However, few studies have assessed the chronic effects of this supplementation on the body composition and metabolic parameters. The present study analyzed the effect of leucine supplementation during 40 weeks on body composition, biochemical and tissue parameters in aged rats. For that, 40 Sprague-Dawley rats, 6 months old, were distributed into three experimental groups. In the Adult Group (n=10) rats were sacrificed at the beginning of the experiment; the Control Group received a diet containing a mix of non-essential amino acids during 40 weeks, and the Leucine Group received a diet containing 4% leucine during 40 weeks. Food consumption and body weight were evaluated during the experiment. After 40 weeks of experiment, the animals were sacrificed after a 5-hour fast (post-prandial period) for serum and tissue sampling. The following parameters were evaluated: carcass chemical composition; mass of organs and gastrocnemius and soleus muscles; concentration of protein and RNA in the liver and in the gastrocnemius muscle; blood profile of amino acids; serum concentrations of IGF-1, insulin, total proteins, albumin, glucose and lipid profile. Concerning body weight, the leucine group showed a lower body when compared to control group (p<0,005). There was no difference between the leucine group and the control group concerning food consumption. Both groups of aged animals showed increased body fat compared to adult animals, but the leucine group showed a lower body fat content (sum of fat depositions and percent of total fat) than the control group. Both in the leucine and the control groups showed higher concentrations of glucose, triglycerides, cholesterol, HDL, LDL, VLDL, and insulin compared to the adult group. The results obtained in this work allow us suggest that chronic leucine supplementation did not attenuate the loss of muscle mass that occurs during aging, but it is effective in reducing body fat in rats. However, this reduction of fat was not accompanied by improvement in parameters indicative of glucose homeostasis and serum lipid profile.

INTRODUÇÃO: O treinamento físico promove ao indivíduo benefícios morfológicos, fisiológicos e funcionais. Contudo, o afastamento temporário ou permanente da rotina de treinamento (destreinamento físico), pode resultar em rápido aumento de peso, dislipidemia, inflamação e resistência à insulina. Em contrapartida, a restrição calórica é uma alternativa nutricional utilizada para perder peso e tem sido associada à ativação de vias envolvidas no metabolismo lipídico, sensibilidade à insulina e inflamação. Além disso, a suplementação com aminoácidos de cadeia ramificada é uma prática comum entre atletas e dentre eles, a leucina demonstra estimular a síntese proteica, a oxidação de ácidos graxos e o metabolismo da glicose. Visto isso, sugere-se que a associação dessas duas intervenções nutricionais possa atenuar os danos no fígado decorrentes do destreinamento físico. OBJETIVOS: Verificar se a restrição calórica de 30% associada ou não à suplementação com 5% de leucina atenua as alterações no perfil lipídico, na inflamação e na via de sinalização da insulina no fígado de animais submetidos ao destreinamento físico. MÉTODOS: Foram utilizados 64 ratos Sprague-Dawley, machos e adultos. Os animais foram distribuídos em grupo controle (CON; n=16) e treinado (TR; n=48). Em seguida, os animais do grupo TR foram redistribuídos em 5 grupos: TR (n=16); Destreinamento (DT; n=8); DT + Suplementação com leucina (LEU; n=8); Grupo DT + Restrição Calórica (RC; n=8); Grupo DT+ RC + LEU (LEU+RC; n=8). A eutanásia ocorreu no final da 14ª semana e foram analisados: consumo de ração, peso corporal, composição corporal, sensibilidade à insulina, tolerância à glicose, concentração de triglicerídeos e colesterol no fígado, adipocinas no soro (adiponectina, leptina, IL-6, IL-10) e no fígado (IL-6, IL-10 e TNF-&#945;). Também foram mensurados no fígado parâmetros moleculares, incluindo a atividade de ligação do NF-kB, e expressão das proteinas SIRT-1, pAMPKThr172, AKT total, pAKT308 e FoxO1; e os genes PEPCK, PPAR-&#945;, SREBP-1c, FAS e ACC. ESTATÍSTICA: A normalidade foi previamente analisada pelo teste Shapiro-Wilk. As variáveis nas quais a normalidade não foi confirmada, procedimentos não paramétricos foram utilizados. Os dados foram expressos em média e desvio padrão e o Teste T de Student foi utilizado para amostras independentes. As comparações entre os grupos foram avaliadas por meio de análise de variância (ANOVA), seguida do teste de Tukey, para identificação dos contrastes significantes. Para todas as análises foi considerado um nível de significância de 5%. A análise estatística foi realizada no software GraphPad Prism versão 5.0. RESULTADOS: Os grupos RC e LEU+RC apresentaram peso corporal (p<0,05) e % de gordura da carcaça (p<0,05) significativamente menores do que os grupos DT e LEU. O grupo DT apresentou maior peso relativo do tecido adiposo em relação aos grupos RC e LEU+RC (p<0,05). A insulina sérica e o teste te tolerância à insulina não apresentaram diferença significativa. Na 13ª semana os grupos RC e LEU+RC apresentaram tolerância à glicose significativamente menor do que grupo DT (p<0,05). O grupo DT apresentou aumento significativo na tolerância à glicose entre a 8ª e 13ª semana (p<0,05). A leptina sérica foi significativamente maior no grupo DT em relação ao grupo RC e LEU+RC (p=0,0002), e a adiponectina sérica e a razão adiponectina/leptina não exibiu diferença significativa entre os grupos. O grupo LEU+RC apresentou concentraçao significativamente maior de IL-6 no soro relação o grupo LEU (p=0,0064), contudo houve diferença significativa na concentração de IL-10 ou na razão IL6/IL-10. A razão IL-6/IL-10 (p=0,0214) no fígado foi significativamente maior no grupo LEU em relação ao grupo LEU+RC. A razão TNF- &#945;/IL-10 foi significativamente maior no grupo DT em comparação ao grupo LEU (p=0,0094). A IL-6 apresentou correlação positiva com peso relativo do tecido adiposo enquanto a IL-10 apresentou correlação negativa. A atividade de ligação do NF-kB não apresentou diferença significativa. A concentração de triglicerídeos no fígado foi significativamente maior no grupo LEU do que no grupo LEU+RC (p=0,0127). A concentração de colesterol foi significativamente maior no grupo DT em comparação ao grupo RC (p=0,0115). Nos parâmetros moleculares a expressão da SIRT-1 foi significativamente maior nos grupos RC e LEU+RC em comparação ao grupo DT (p<0,0005) e a expressão das demais proteínas não exibiram diferença significativa. O grupo LEU+RC apresentou a expressão significativamente maior dos genes PPAR-&#945; (p=0,0034), ACC (p=0,0003), FAS (p<0,0001) e SREBP-1c (p=0,0032) em relação ao grupo DT. O grupo RC apresentou expressão significativamente maior do gene SREBP-1c (p=0,0032) em relação ao grupo DT. CONCLUSÃO: A restrição calórica amenizou a concentração de colesterol no fígado e quando associada a suplementação com leucina reduziu a síntese de triglicerídeos nesse órgão. A razão adiponectina/leptina e o teste de OGTT indicaram melhor sensibilidade à insulina e tolerância à glicose nos grupos submetidos à restrição calórica associada ou não à suplementação com leucina. A expressão dos genes SREBP-1c e PPAR- &#945; e da proteína SIRT-1 demonstraram ser um indicativo de melhor sensibilidade à insulina hepática. / INTRODUCTION: The physical training promotes the individual morphological, physiological and functional benefits. However, the temporary or permanent departure from the training routine (physical detraining), can result in fast weight gain, dyslipidemia, inflammation and insulin resistance. On the other hand, the caloric restriction is a nutricional alternative to lose weight and have been associated with activation pathways involved in lipid metabolism, insulin sensitivity and inflammation. Besides that, branched-chain amino acid supplementation is a common practice between athletes and among them, the leucine shows stimulate protein synthesis, fatty acid oxidation and glucose metabolism. Based on that, it is suggested that the association of these two nutritional interventions can attenuate liver damage resultant from physical detraining. OBJECTIVES: Check if a caloric restriction of 30% associates or not of 5% leucine supplementation attenuates the changes in the lipid profile, inflammation and insulin signaling pathway in the liver of animals subjected to physical detraining. METHODS: It were used 64 rats Sprague-Dawley, males and adults. The animals were distributed in control group (CON; n=16) and trained (TR; n=48). Then, control group animals were redistributed in 5 groups: TR (n=16); Detraining (DT; n=8); DT + Supplementation with leucine (LEU; n=8); Group DT + Caloric Restriction (CR; n=8); Group DT+ CR + LEU (LEU+CR; n=8). The euthanasia occurred at the end of the 14th week and were anlyzed: feed intake, body weight, body composition, insulin sensitivity, glucose tolerance, triglyceride and cholesterol concentration in the liver, adipokines in serum (adiponectin , leptin, IL-6 , IL-10) and liver (IL-6, IL-10). Also were measured in the liver molecular parameters, including binding activity from NF-kB, and protein expression SIRT-1, pAMPKThr172, AKT total, pAKT308 and FoxO1; and the genes PEPCK, PPAR-&#945;, SREBP-1c, FAS and ACC. STATISTICS: The normality was previously analyzed by Shapiro-Wilk test. The variables where normality wasn\'t confirmed, non-parametric procedures were used. The data were expressed as mean and standard error and Student\'s t-test was used for independent samples. The comparisons between groups were evaluated using analysis of variance (ANOVA), followed by the Tukey test to identify significant contrasts. For all analyzes was considered 5% significance level. The statistical analysis was performed on software GraphPad Prism version 5.0. RESULTS: The CR and LEU+CR groups showed body weight (p<0,05) and % carcass fat (p<0,05) significantly lower than DT and LEU groups. The DT group showed higher relative weight of adipose tissue in relation to RC and LEU+CR groups (p<0,05). In the serum insulin and insulin tolerance test there were no significant differences. At 13th week the RC and LEU+CR groups showed glucose tolerance significantly lower than DT group (p<0,05). The DT group showed significant increase in glucose tolerance between the 8th and 13th week (p<0,05). The serum leptin was significantly higher in DT group compared to the CR and LEU + CR group (p=0,0002), and the serum adiponectin and the reason adiponectin/leptin showed no significant difference between groups. The LEU+CR group showed significantly higher serum IL-6 concentration compared with the LEU group (p=0,0064), however there was a significant difference in IL-10 concentration or reason IL-6/IL-10. This reason in the liver was significantly higher in LEU group compared to the LEU+CR group. The IL-6 showed positive correlation with relative weight of the adipose tissue while the IL-10 showed negative correlation. The binding activity of NF-kB showed no significant difference. The concentration of triglycerides in the liver was significantly higher in LEU group compared to LEU+CR group (p=0,0127). The concentration of cholesterol was significantly higher in DT group compared to the RC group (p=0,0115). In the molecular parameters the SIRT-1 expression was significantly higher in CR and LEU+CR group compared to the DT group (p<0,0005) and the other protein expression there was no significant difference. The LEU+CR group showed the expression significantly higher of the genes PPAR-&#945; (p=0,0034), ACC (p=0,0003), FAS (p<0,0001) and SREBP-1c (p=0,0032) compared to the DT group. The CR group showed expression significantly higher of the gene SREBP-1c (p=0,0032) compared of the DT group. CONCLUSION: The caloric restriction softened the concentration of cholesterol in the liver and when combined with a leucine supplementation decreased triglyceride synthesis in this organ. The reason adiponectin/leptin and the OGTT test indicated better insulin sensitivity and glucose tolerance in groups submited calorie restriction with or without leucine supplementation. The expression of SREBP-1c and PPAR-&#945; genes and SIRT-1 protein showed to be indicative of better hepatic insulin sensitivity.

O treinamento físico (TF) é uma intervenção efetiva na redução do risco e/ou no tratamento de diversas doenças crônicas associadas com inflamação sistêmica de baixa intensidade. Entretanto, as alterações promovidas pelo TF na massa adiposa, nos parâmetros inflamatórios e na tolerância à glicose e à insulina podem ser rapidamente revertidas com o destreinamento físico. Por outro lado, estudos com suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada, em especial, de leucina, demonstraram que essa intervenção nutricional pode ser efetiva na redução dos riscos de doenças que resultam em inflamação de baixa intensidade. Assim, objetivou-se, com este trabalho, investigar os efeitos da suplementação crônica de leucina na homeostase glicêmica e na expressão e fosforilação de proteínas envolvidas na via de sinalização da insulina no tecido adiposo periepididimal de ratos destreinados. Para tal, foram utilizados 46 ratos wistar machos com ~ 300 g de massa corporal distribuídos em dois grupos no Experimento I: Treinamento controle (T8, n = 8) e Sedentário controle (S8, n = 7); estes animais receberam a ração controle e o grupo T8 foi submetido ao TF por oito semanas. O Experimento II durou quatorze semanas, com oito de TF e seis de destreinamento físico. Os animais foram distribuídos em quatro grupos: DT, grupo destreinado e com livre acesso à ração durante todo o experimento (n = 8); DTL, grupo destreinado e com livre acesso à ração controle durante o período de treinamento e à ração controle suplementada com 5 % de leucina no período de destreinamento físico (n = 7); T14, grupo que permaneceu treinando durante todo o período experimental e com livre acesso à ração controle (n = 8) e; S14, grupo que permaneceu sedentário durante todo o período experimental e com livre acesso à ração controle (n = 8). O TF por oito semanas foi efetivo em diminuir a adiposidade corporal, o volume de adipócitos e a concentração sérica de leptina, além de reduzir a fosforilação da proteína JNK2 no Experimento I. Inversamente, seis semanas de destreinamento físico foram suficientes para reverter estas alterações. Além disso, no Experimento II pudemos verificar uma redução nas concentrações de IL-6, IL-10 e na fosforilação de proteínas pró-inflamatórias no tecido adiposo periepididimal caracterizando, portanto, um quadro de inflamação crônica de baixa intensidade com o destreinamento físico. Verificamos ainda que o TF por quatorze semanas foi efetivo em aumentar a atividade máxima da enzima citrato sintase e que houve reversão deste parâmetro com o destreino. A suplementação de leucina foi capaz de manter o volume de adipócitos semelhante ao grupo que permaneceu treinando durante todo o experimento, mas não preservou a redução na concentração sérica de leptina. Os resultados evidenciam que o destreinamento físico promove aumento na adiposidade corporal com diminuição de adipocinas anti-inflamatórias e que a suplementação com leucina, nestas condições experimentais, não foi efetiva em preservar os efeitos do TF. / Obesity is characterized as a chronic low-grade systemic inflammation and is associated with several non-transmissible chronic diseases. This metabolic disorder results from excessive food intake compared to energy expenditure, which leads to storage of excessive amount of triglycerides in the adipose tissue. Dietary intervention and exercise programs, promoting reduction in adiposity, have been identified as important strategies for reducing the risk and helping the treatment of obesity and associated diseases. However, changes promoted by physical training in fat mass, glucose tolerance and insulin sensitivity, as well as the activity of enzymes of energy metabolism can be rapidly reversed with detraining. Moreover, studies with branched-chain amino acid supplementation, particularly leucine, have demonstrated that nutritional intervention can be effective in reducing the risk of obesity and improving glycemic control. Therefore, the aim of this study is to investigate the effects of chronic leucine supplementation on glucose homeostasis and expression and phosphorylation of proteins involved in insulin signaling pathway in the epididymal adipose tissue of detrained rats. Male adult Wistar rats (approximately 300 g body weight) were used and divided into two groups for Experiment I: Control training [(T8, n = 8): control diet and 8-week physical training] and Control sedentary [(S8, n = 7): control diet for 8 weeks]. Experiment II comprised eight weeks of physical training and six weeks of detraining. The animals were divided into four groups: DT [detrained group with free access to standard diet throughout the experiment (n = 8)]; DTL [detrained group with free access to standard diet during the training period and to 5% leucine supplemented diet during the detraining period (n = 7)]; T14 [group under training throughout the experimental period with free access to standard diet (n = 8)] and; S14 [untrained group for the study period with free access to standard diet (n = 8)]. Physical training for eight weeks was effective in reducing body fat, adipocyte volume and serum leptin levels and in reducing the phosphorylation of JNK2 protein in Experiment I. Conversely, six weeks of detraining were sufficient to reverse these changes. Moreover, in Experiment II, a reduction in the concentrations of IL-6 and IL-10 was verified in the detrained animals, thus characterizing a condition of chronic low-grade inflammation with detraining. We also observed that training for fourteen weeks was effective in increasing the maximum activity of the enzyme citrate synthase; however, this effect was reversed with detraining. Leucine supplementation was able to sustain adipocyte volume similar to trained group (T14); however, it did not maintain the reduction in leptin levels. The results show that detraining promotes increased adiposity and reduces the levels of anti-inflammatory adipokines. Leucine supplementation, under the experimental conditions, was not effective in sustaining the effects of physical training.

Estudos recentes têm associado à prática de exercício físico de alta intensidade e de forma inabitual a alterações musculares que incluem lesões estruturais das miofibras. Nessa perspectiva, a suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) destaca-se como uma estratégia eficaz no controle do dano celular e na promoção da recuperação muscular. Uma vez que, dentre os BCAA, a leucina é o que apresenta maior influência sobre a regulação de mecanismos anabólicos que incluem o estímulo ao aumento da taxa de tradução de RNAm mediado pela proteína quinase mTOR, se especula quais os possíveis efeitos da sua suplementação isolada em um modelo de exercício físico extenuante e inabitual. Buscamos então, com o presente estudo, avaliar o efeito da suplementação com leucina sobre as concentrações séricas de creatina quinase - marcadores de lesão muscular - e sobre a expressão e fosforilação das proteínas mTOR, 4E-BP1, S6K1, IKK, IkB-&#945;, NF-&#954;B - componentes de vias envolvidas na síntese de proteínas e da inflamação - no músculo esquelético de ratos adultos não treinados, submetidos a uma sessão de exercício até a exaustão. Para tanto, 48 ratos machos adultos da linhagem Sprague-Dawley foram distribuídos em 10 grupos, sendo que T3L, T48L E T72L receberam suplementação com leucina [leucina (135 mg/100 g) e T3A, T48A e T72A receberam uma mistura de aminoácidos não essenciais (135 mg/100 g)] ao final de uma sessão de exercício físico agudo até a exaustão; T3E, T48E e T72E - não receberam suplementação e foram submetidos ao protocolo de exercício; o grupo controle não recebeu suplementação e não foi submetido ao protocolo de exercício. Em seguida os animais foram eutanasiados 3, 48 e 72 horas após o termino do exercício para análise dos marcadores investigados. Entre os parâmetros avaliados houve diferença significativa na atividade da creatina quinase entre os grupos TL3 e TL4. No entanto os marcadores biomoleculares não apontaram diferenças entre os grupos. No entanto a fosforilação do NF- Kb da fração nuclear demonstrou uma tendência a ser menor nos grupos suplementados com leucina e o mesmo acontece com a MCP-1 (proteína quimioatraente de monócitos). Visto isso, podemos concluir que, em nossas condições experimentais, as vias de sinalização estudadas estavam envolvidas na diminuição da atividade da creatina quinase, porém, nossos resultados apontam que a suplementação com leucina pode estar envolvida em mecanismos que atenuem o dano celular após o exercício agudo em ratos não treinados. / Recent studies have associated infrequent exercise of high intensity to muscle changes that include structural lesions in myofibres. The supplementation of branched chain aminoacids (BCAA) stands out as an effective strategy in controlling the cell damage and promoting muscle recovery. As leucine is the BCAA exerting more influence on the regulation of anabolic mechanisms that include stimulating the increase of mRNA translation rate mediated by the protein kinase mTOR, it is speculated the potencial effects of leucine supplementation alone in a model of strenuous and infrequent exercise. In the present study, we evaluate the effect of leucine supplementation on serum levels of creatine kinase - marker of muscle damage - and on the expression and phosphorylation of proteins mTOR, 4E-BP1, S6K1, IKK, IkB-&#945;, NF-&#954;B - components of pathways involved in protein synthesis and inflammation - in the skeletal muscle of untrained adult rats, after a single acute bout of exercise to exhaustion. Forty eight adult male Sprague-Dawley rats were divided into 10 groups: T3L, T48L and T72L groups were given leucine supplementation [leucine (135 mg/100 g), and T3A, T48A and T72A groups were given a mix of non-essential aminoacids (135 mg/100 g)] at the end of the acute bout of exercise to exhaustion; T3E, T48E and T72E groups did not receive supplementation and underwent the exercise protocol; control group was not given supplementation nor exercise protocol. The animals were killed 3, 48 and 72 hours after the end of exercise to analyze the markers under study. Among the parameters assessed, there was a significant difference in the activity of creatine kinase between groups TL3 and TL4. However, no differences were seen in the biomolecular markers between groups. Nevertheless, the nuclear fraction of NF- Kb phosphorylation tended to be lower in the groups supplemented with leucine and the same was seen with MCP-1 (monocyte chemoattractant protein). Taken together, we conclude that the signalling pathways studied, in our experimental condition, do not seem to be involved in the reduced activity of creatine kinase; conversely, our results indicate that leucine supplementation may be involved in mechanisms attenuating cellular damage after a single acute bout of exercise in untrained rats.

Diversos estudos demonstraram que a administração aguda de leucina é capaz de estimular a síntese protéica. Contudo, poucos estudos verificaram os efeitos crônicos dessa suplementação em parâmetros que refletem o estado nutricional protéico (ENP). O presente estudo avaliou o efeito da suplementação crônica com leucina na composição corporal e no estado protéico de ratos submetidos à restrição alimentar (RA) e a período de recuperação nutricional (RN). Foram realizados dois experimentos com 88 ratos Wistar machos e adultos que foram mantidos em gaiolas individuais, em ambiente climatizado e com ciclo biológico de 12 h claro/12 h escuro. No experimento I, 28 animais foram distribuídos em dois grupos: CON (ração AIN93-M) (n = 15) e LEU (ração suplementada com 0,59 % de L-leucina) (n = 13) e submetidos à RA de 50 % por seis semanas. No experimento II, 60 animais foram distribuídos em dois grupos: CON (ração AIN93-M) (n = 30) e LEU (ração suplementada com 0,59 % de L-leucina) (n = 30) e submetidos à RA de 50 % durante uma semana. Findo o período, 15 animais de cada grupo foram sacrificados; o restante dos animais (n = 15 por grupo) foi submetido a duas semanas de RN com suas respectivas rações. No período de RN, as rações foram consumidas ad libitum. Avaliou-se: a composição química da carcaça; a massa de órgãos e do músculo gastrocnêmio; os conteúdos e as concentrações de proteína, RNA e DNA no fígado e no músculo gastrocnêmio; as concentrações séricas de IGF-1, corticosterona, leptina, proteínas totais, albumina e globulina; e as concentrações plasmáticas de uréia e glicose. No experimento I, a suplementação reduziu a gordura corporal e aumentou as concentrações de proteína hepática e de RNA muscular. No experimento II, não houve alterações na massa do intestino e nos conteúdos de proteína e de RNA no fígado dos animais suplementados durante os períodos de RA e RN. A suplementação com leucina aumentou a uremia dos animais do grupo LEU, em relação ao grupo CON, após RN. Não houve diferença significativa na concentração de corticosterona sérica e no conteúdo protéico da carcaça e de tecidos específicos nos animais suplementados. Os resultados obtidos permitem sugerir que a suplementação crônica com leucina aumenta a perda de gordura e melhora alguns parâmetros do ENP na RA em longo prazo, sem alterar o conteúdo protéico da carcaça e de tecidos específicos. Também permitem sugerir que essa suplementação melhora alguns parâmetros do ENP durante variação de peso corporal. / Several studies have demonstrated that the acute administration of leucine is capable of stimulating protein synthesis. However, few studies have investigated the chronic effects of this supplementation as to the parameters that reflect the protein nutritional state (PNS). With this in mind, the aim of this study was o evaluate the effect of the chronic supplementation with leucine on body composition and protein state of rats submitted to food restriction (FR) and a subsequent nutritional recovery period (NR). Two experiments were carried out, using 88 adult male Wistar rats that were kept in individual metabolic cages, in an acclimatized environment with a 12-hour dark-light cycle. In experiment I, 28 animals were distributed into 2 groups: CON (fed an AIN93-M ration, n=15) and LEU (fed a ration supplemented with 0.59% L-leucine, n=13), both groups being submitted to 50% FR with their respective rations, during 6 weeks. In experiment II, 60 animals were distributed into two groups: CON (fed an AIN93-M ration, n=30) and LEU (fed a ration supplemented with 0.59% L-leucine, n=30), both groups being submitted to 50% FR with their respective rations, during 1 week. After this period, 15 animals belonging to each group were sacrificed. The remaining animals (n=15 per group) were submitted to a further 2 weeks of NR each with their respective rations. The period of NR was characterised by ration consumption ad libitum. The chemical composition of the carcass; the mass of the viscera and of the gastrocnemius muscle; protein, RNA and DNA concentration and content of the liver and gastrocnemius muscle; the serum concentrations of IGF-1, corticosterone, leptin, total protein, albumin and globulin; and the plasma concentrations of urea and glucose were determined. The results of experiment I showed that supplementation with leucine reduced the amount of body fat and increased the concentrations of liver protein as well as that of muscle DNA after 6 weeks of FR. The supplementation with leucine also increased uremia of the animals belonging to the LEU group with respect to those of the CON group. However, there was no significant difference in the concentration of serum corticosterone and in the protein content of the carcass and specific tissues of the animals subjected to supplementation. We can therefore suggest that supplementation with leucine increases the loss of body fat and improves parameters of the PNS in FR in the long run, without, however, altering the protein content of the carcass and specific tissues. It can also be said that this supplementation improves some of the parameters of the PNS throughout the variation of body weight.

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-12T11:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_BreadLeandroGomesda_M.pdf: 401647 bytes, checksum: bd87e2b677303756744ab1ef75ad2316 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Câncer acomete, aproximadamente, uma entre 3000 gravidezes e causa um terço de mortes maternas. A leucina é usada experimentalmente para minimizar as alterações do metabolismo protéico durante o crescimento tumoral. Este trabalho investigou os efeitos do crescimento tumoral sobre o metabolismo protéico e estresse oxidativo nos fetos provenientes de ratas alimentadas com dieta suplementada com leucina. Os grupos de fêmeas prenhes foram divididos da seguinte forma: controle (C), controle com dieta suplementada com leucina (L), tumor (W), tumor com dieta suplementada com leucina (WL), dieta pareada á ingestão diária das ratas do grupo W (Cp), dieta suplementada com leucina e pareada á ingestão diária das ratas do grupo WL (Lp). Após 20 dias de prenhes os músculos fetais foram analisados. Os resultados mostraram que a síntese protéica fetal foi reduzida no grupo W quando comparados aos outros grupos. Houve significativa recuperação da síntese protéica no músculo dos fetos WL sugerindo efeito positivo do uso de aminoácido de cadeia ramificada nessa situação. Ocorreu aumento significativo da degradação protéica nos fetos W. Essa perda protéica foi amenizada pelo uso da dieta suplementada com leucina indicando efeito benéfico sobre a degradação protéica no grupo WL que obteve valores similares ao observado no grupo C. A atividade da enzima glutationa-S-transferase ficou elevada no músculo de fetos WL em comparação com o grupo W. Também houve aumento na atividade da enzima fosfatase alcalina no grupo WL indicando maior atividade celular nesse grupo quando comparado ao grupo W. A presença de MDA (Malondialdeído) no músculo fetal também ficou reduzida nos fetos WL. Com a análise desses parâmetros conclui-se que a dieta suplementada com leucina pode alterar o metabolismo muscular fetal aumentando a síntese protéica e reduzindo o efeito danoso do estresse oxidativo. / Abstract: Cancer occurs in approximately 1 per 3.000 pregnancies and accounts for one-third of maternal deaths. Leucine has been used experimentally to minimize the protein metabolism changes during tumor growth. The present work investigated the effects of tumor growth on muscle protein metabolism and oxidative stress in fetus pregnant rats fed a leucine-rich diet. Fetal groups from pregnant Wistar rats were: control (C), control fed leucine-rich diet (L), tumor-bearing (W), tumor-bearing fed leucine-rich diet (WL), Pair-fed control (P) and Pair-fed Leucine (PL). After 20 days the fetal muscles were analyzed. The results showed that fetal protein synthesis was decreased in W group, when compared to the other groups. The significantly recover on muscle protein synthesis in fetus of WL group suggested a positive effect of this branched-chain amino acid. There was a significant increase on protein degradation in W fetus and a protective effect of the leucine-rich diet on muscle protein waste in WL group, since it was similar to C group. The muscle enzyme glutathione-S-transferase activity was increased in WL fetus in comparison to W group. The muscle alkaline phosphatase activity increased in WL group. The malondialdehyde content (MDA) in fetal muscle was decreased in WL fetus. The leucine supplemented diet can alter the fetal muscle protein metabolism, improving the fetal muscle protein synthesis and reducing the oxidative stress. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Ana Paula Couto Davel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:17:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maia_AlineRosa_M.pdf: 2655411 bytes, checksum: 2b34ee24d63332baec9cbcda46195816 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Introdução e objetivos: A desnutrição intrauterina e infantil predispõe a distúrbios metabólicos e cardiovasculares na idade adulta. A suplementação dietética com os aminoácidos leucina, que pode estimular a síntese proteica, ou taurina, de ação antioxidante, poderiam apresentar efeitos protetores na vasculatura nestes casos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da restrição proteica pós-desmame e da suplementação com leucina ou taurina sobre a pressão arterial (PA) e função vascular, enfatizando o papel do endotélio e as vias de sinalização celular envolvidas. Métodos eresultados: Ratos Wistar foram divididos, após o desmame (~21 dias de vida), em dois grupos dietéticos por 90 dias: controle (C; 12% de proteínas) e de restrição proteica isocalórica (R; 6% de proteínas). Estes receberam ou não suplementação na água de beber com taurina 2,5% (CT e RT) por 90 dias ou com leucina 1,5% (CL e RL) apenas nos 30 dias finais. O grupo R apresentou baixo ganho de peso corporal e elevação da PA sistólica (PAS), diastólica e média. A reatividade vascular foi avaliada em anéis de aorta torácica. Não houve modificação na resposta contrátil ao KCl e à fenilefrina entre os grupos estudados. Entretanto, observou-se aumento da resposta de relaxamento ao nitroprussiato de sódio (NPS) e, inversamente, redução do relaxamento induzido pela acetilcolina (ACh) no grupo R, em comparação ao C. A resposta à ACh da aorta do grupo R foi recuperada pela incubação com superóxido dismutase (SOD; 150 U/mL) ou apocinina (30 ?M). Além disso, houve redução do efeito do inibidor da fosfatidilinositol-3quinase (PI3K) LY294002 (30 ?M) sobre o relaxamento à ACh da aorta de R. Avaliou-se a expressão proteica por técnica de imunoblotting ou luminex em homogenato de aorta.Observou-se que a restrição proteica reduziu a expressão das proteínas: Ser473p(fosforilada)-Akt/Akt, Ser1177p-sintase de óxido nítrico endotelial (eNOS)/eNOS, fosfodiesterase 5 (PDE-5), SOD extracelular (EC-SOD); e aumentou a expressão da subunidade p47-phox da NADPH oxidase, Mn-SOD, Ser727p-proteína transdutora de sinal e ativadora de transcrição 3 (STAT3)/STAT3 e Thr412p-p70S6 quinase ribossomal (S6K)/S6K. Além disso, a restrição proteica aumentou a produção de espécies reativas ao oxigênio (ROS), avaliada pela quantificação da fluorescência ao di-hidroetídeo. A suplementação com leucina não recuperou o ganho de peso corporal, mas normalizou a pressão arterial, o relaxamento à ACh e ao NPS, o efeito do LY294002 e o conteúdo das proteínas Ser473p-Akt/Akt, Ser1177p-eNOS/eNOS, PDE-5, Ser727p-STAT3/STAT3 e Thr412p-S6K/S6K na aorta de RL, além de aumentar a expressão de PI3K em CL e RL. A taurina também melhorou oganho de peso, a PAS e a resposta de relaxamento à ACh no grupo RT, efeitos associados à normalização da produção de ROS, da expressão proteica de p47-phox e de EC-SOD na aorta de RT, e ao aumento de nitrito/nitrato plasmático neste grupo. Conclusões: Os dados sugerem que a restrição proteica pós-desmame causa prejuízo do relaxamento endotélio-dependente em aorta de ratos associada a: 1) diminuição da ativação da via PI3K/Akt e consequente redução da fosforilação de eNOS, recuperada pela suplementação com leucina, e 2) estresse oxidativo vascular, normalizado pela suplementação com taurina / Abstract: Background and aim: Intrauterine and child malnutrition predisposes to metabolic and cardiovascular disorders in adulthood. Dietary supplementation with leucine or taurine, through stimulating protein synthesis or presenting antioxidant activity, respectively, could have protective effects on the vasculature in this situation. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of post-weaning protein restriction and the supplementation with leucine or with taurine on the arterial blood pressure (BP) and vascular function, emphasizing the role of endothelium and the signaling pathways involved. Methods and results: Male Wistar rats were divided after weaning into two groups according to diet to be received for the next 90 days: control (C, 12% protein) and isocaloric protein restriction (R; 6% of proteins). Rats were supplemented or not in the drinking water with 2.5% taurine (CT and RT) for 90 days or 1.5% leucine (RL and CL) during the final 30 days. Afterwards, protein restriction induced low body weight gain and high systolic (SBP), diastolic and mean BP values. Thoracic aortic rings were isolated for vascular reactivity study. The contractile response to KCl or phenylephrine did not change among groups. However, the relaxation response to sodium nitroprusside (NPS) was enhanced, while the acetylcholine (ACh)-induced relaxation was reduced in R aortas compared with C. Both apocynin (30 ?M) or superoxide dismutase (SOD; 150 U/mL) incubation recovered the relaxation to ACh. The effect of the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibitor LY294002 (30 ?M) on the ACh induced-relaxation was impaired in aorta from R. In addition, reactive oxygen species (ROS) production evaluated by fluorescence to dihydroethidium was increased in aorta from R. Immunoblotting and Luminex assay were used to evaluate protein expressions in aorta homogenates. Expression of Ser473p(phosphorylated)-Akt/Akt, Ser1177pendothelial isoform of nitric oxide synthase (eNOS)/eNOS, phosphodiesterase 5 (PDE-5) and extracellular (EC)-SOD were reduced by protein restriction while the expressions of p47-phox NADPH oxidase subunit, Mn-SOD, Ser727p-signal transducer and activator of xiii transcription protein 3 (STAT3)/STAT3 and Thr412p-ribossomal S6 kinase (S6K)/S6K were increased in aortas from R compared to C. Leucine did not change weight gain, but normalized BP values as well as the relaxation response to ACh, the effect of LY294002 and the protein expressions of Ser473p-Akt/Akt, Ser1177p-eNOS/eNOS, PDE-5, Ser727p- STAT3/STAT3 and Thr412p-S6K/S6K in RL aortas compared with R. Therefore leucine increased the expression of PI3K in both CL and RL. Taurine improved weight gain, the SBP and the ACh-induced relaxation in RT compared to R. These effects of taurine were associated with normal ROS production and p47-phox and EC-SOD protein expressions in aortas from RT, concomitant with an increase of plasma nitrite/nitrate in this group. Conclusions: The data suggest that post-weaning protein restriction impairs endotheliumdependent relaxation in rat aorta related to: 1) decreased activation of PI3K/Akt pathway and reduction of eNOS phosphorylation, that is recovered by leucine supplementation and 2) vascular oxidative stress, which is normalized by taurine supplementation / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular