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.

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.

A hiperglicemia crônica no diabetes está relacionada com distúrbios nas vias de sinalização da insulina e do mTOR, e com o desbalanço na secreção de adipocinas pelo tecido adiposo branco (TAB). Em longo prazo, esta disfunção metabólica pode causar uma perda severa de massa adiposa, o que agrava a resistência à insulina (RI). Estudos têm destacado o potencial efeito da suplementação com leucina no tratamento de doenças metabólicas como o diabetes tipo 2 e obesidade. No entanto, os efeitos da leucina sobre a homeostase glicêmica e a sensibilidade à insulina em doenças em que ocorre perda severa de gordura ainda necessitam melhores esclarecimentos. Portanto, foi investigado se a suplementação crônica com leucina pode afetar a adiposidade de ratos diabéticos com perda intensa de TAB, e melhorar a RI e outras desordens metabólicas relacionadas com TAB. Ratos recém-desmamados foram distribuídos em 3 grupos: i) Grupo controle (C) - não diabético e recebiam ração controle; ii) Grupo diabetes (D) - diabético e recebiam ração controle; iii) Grupo diabetes Leucina (DL) - diabético e recebiam ração suplementada com 5% de L-leucina. Após 8 semanas, foram analisados: glicemia e insulinemia de jejum, HOMAIR, citocinas pro- e anti-inflamatórias no soro e tecido adiposo branco, expressão de proteínas (mTOR, p-MTOR, p70S6K1, p-p70S6K1, PPAR&#947, C/EBP&#945;, ACC1, FAS, AKT, p-AKT) nos tecidos adiposos subcutâneo (SC) e retroperitoneal (RP), bem como a expressão de RNAm da adiponectina e leptina no TAB. In vivo, foram realizados testes de tolerância oral à glicose (OGTT) e de sensibilidade à insulina (ITT), glicemia pós prandial e consumo de ração. O tratamento crônico com leucina reverteu a perda de massa adiposa dos coxins subcutâneo e viscerais neste modelo experimental, o que pode ser explicado pelo aumento da expressão da p-p70S6K1, PPAR&#947;, ACC1 e FAS, proteínas que estimulam a adipogênese e lipogênese de novo nos adipócitos. Além disso, houve um aumento da expressão de AKT total no coxim SC no grupo DL, mas não foi alterada no coxim RP, indicando que a leucina também pode melhorar a resistência à insulina por ativar a AKT, que é considerada enzima limitante da cascata de fosforilação da insulina. Por outro lado, a leucina melhorou o perfil de adipocinas secretadas pelo coxim RP, pois aumentou a secreção de adiponectina e IL-10. Estas citocinas, direta ou indiretamente, reduzem a RI em tecidos como fígado, TAB e músculo esquelético. Isto sugere que a ação da leucina sobre a sensibilidade à insulina no coxim subcutâneo parece estar mais relacionada com a recuperação da via de sinalização da insulina, ao passo que, no coxim RP está indiretamente relacionada com a melhora do perfil de adipocinas secretadas por este tecido. Estes dados corroboram com os resultados de HOMAIR, glicemia de jejum e pós prandial, OGTT e ITT, nos quais foi observada uma significativa melhora do quadro de intolerância à glicose e resistência à insulina em ratos diabéticos tratados com leucina. Em conclusão, a suplementação crônica com leucina aumentou a adiposidade corporal em ratos diabéticos induzido por estreptozotocina no período neonatal, o que foi relacionado com a melhora da intolerância à glicose e da resistência à insulina. Isto demonstra que a recuperação trófica do tecido adiposo branco é fundamental para a melhora dos distúrbios metabólicos relacionados ao metabolismo da glicose neste modelo experimental. / The chronic hyperglycemia in diabetes is associated with disturbances in insulin and in mTOR pathways, and changes in adipokine secretion in white adipose tissue (WAT). Long-term, this metabolic dysfunction can cause a severe loss of fat mass, which increases insulin resistance (IR). Studies have highlighted the effect of leucine supplementation in treatment of metabolic diseases as type 2 diabetes and obesity. However, the effects of leucine on glucose homeostasis and insulin sensitivity in diseases with intense fat loss remain unknown. Therefore, was investigated whether chronic leucine supplementation can affect the adiposity of diabetic rats with severe adipose tissue loss, and to improve the IR and other metabolic disorders associated with WAT. After weaning, rats were distributed in 3 groups: i) control group (C) - no diabetic and received control chow ; ii) diabetes group (D) - diabetic and received control chow; iii) Leucine Diabetes Group (DL) - diabetic and received diet supplemented with 5% L-leucine. After 8 weeks, were analyzed: fasting glycaemia and insulin, HOMA>IR, antiinflammatory and proinflammatory cytokines in serum and in WAT, protein expression of mTOR, p-MTOR, p70S6K1, p-p70S6K1, PPAR&#947;, C/EBP&#945;, ACC1, FAS, AKT, p-AKT in subcutaneous (SC) and retroperitoneal adipose tissue, as well as the RNAm expression of adiponectin and leptin in WAT. In vivo, were realized oral glucose tolerance test (OGTT) and insulin sensitivity test (ITT), postprandial glycaemia and chow ingestion. O chronic treatment with leucine recovered the adipose mass in subcutaneous and visceral fat pad in this experimental model, this was explicated by increase of protein expression of p-p70S6K1, PPAR&#947;, ACC1 and FAS that stimulate the adipogenesis and de novo lipogenesis in adipocytes. Moreover, had an increase of protein expression of total AkT in subcutaneous fat pad in group DL, but don\'t change in RP fat pad, indicating that the leucine can to activate the AKT, which is limiting enzyme of phosphorylation cascade of insulin, and improve the insulin resistance. On the other hand, leucine improved the profile of adipokines secreted in RP fat pad, because increased the secretion of adiponectin and IL-10. This cytokines reduced the insulin resistance in tissues as liver, WAT and skeletal muscle. This suggest that action of leucine on insulin sensitivity in subcutaneous fat pad is more related to recovery of insulin signaling, and in RP fat pad is indirectly related to improve of profile of adipokines secretion in this tissue. This data corroborates with results of HOMAIR, postprandial and fasting glycaemia, OGTT and ITT, which showed significant improve of glucose intolerance and insulin resistance in diabetic rats treated with leucine. In conclusion, the chronic leucine supplementation increased adiposity in streptozotocin-induced diabetic rats in neonatal period, which was related to improve of glucose intolerance and insulin resistance. This show that trophic recovery of white adipose tissue is important for improve of metabolic disturbances related to glucose metabolism in this experimental model.

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-&beta;/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-&beta;/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.

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

Alterações na musculatura esquelética (ME) como atrofia contribuem para intolerância aos esforços físicos e pior prognóstico na Insuficiência Cardíaca (IC). O treinamento físico é uma conduta capaz de atenuar esses efeitos na ME. Estratégias capazes de otimizar os efeitos do TF como a suplementação com aminoácidos são potencialmente terapêuticas. Assim, investigamos os efeitos da suplementação com leucina associada ou não ao treinamento físico aeróbico na função e morfologia da musculatura esquelética em camundongos com IC induzida por hiperatividade simpática. O TF consistiu de 4 semanas em esteira, com sessões de 60 min baseados na maxima fase estável de lactato (6 dias/sem) e administração de leucina (1.35g/kg) ou placebo (água destilada) via intra-gástrica. Os animais foram divididos em 5 grupos: controle sem IC (WT) e 4 grupos de camundongos knockout para receptores 2a e 2c adrenérgicos, divididos em sedentários recebendo placebo (KO) ou leucina (KOL); treinado+placebo (KOT) ou treinado+leucina (KOLT). Foram analisados tolerância ao esforço (teste máximo em esteira rolante), área de secção transversa (AST) por histoquímica para miosina ATPase, desempenho motor por teste de deambulação, grip e rotarod, expressão protéica por western blot. A suplementação com leucina isoladamente não demonstrou qualquer efeito na função muscular nem fenótipo das fibras. O TF melhorou à intolerância ao exercício, aumentou a área de secção transversa (AST) em fibras tipo I no músculo soleo e tipo IIA, IIB no músculo plantar, além de melhorar o desempenho motor. A suplementação com leucina associada ao TF otimizou a tolerância aos esforços, a AST nas fibras IIA e IIB e a função muscular. Em experimento à parte, após jejum de 18 horas, observamos que a resposta à leucina em estimular a via da mTOR estava atenuada nos animais KO, mas o TF restaurou essa resposta (diminuiu a razão p-AMPK:AMPK, e aumentou p-4EBP1: 4EBP1 e p-p70s6K:p70s6K). Essa reversão da resistência anabólica à leucina pelo TF não estava associada aos efeitos relacionados à homeostase de glicose, nem função renal, embora o TF tenha melhorado (reduziu proteinúria). Não houve efeitos deletérios da leucina nos parâmetros relacionados à homeostase de glicose, nem aos parâmetros renais. Os resultados sugerem que a suplementação com leucina potencializa os efeitos do treinamento físico aerobico por melhorar a tolerância ao exercício, preservar a massa em fibras de características predominantemente glicolíticas e prevenir queda no desempenho motor. O TF previniu a resistência anabólica à leucina no músculo esquelético dos animais com IC / Changes in skeletal muscle such as atrophy contribute to intolerance to physical exertion and worse prognosis in heart failure (HF). The exercise training (ET) will mitigate these effects in ME. Strategies to optimize and/ or mimic the effects of ET as the amino acid supplements are potentially therapeutic. Thus, we investigated the effects of leucine supplementation associated with ET on function and morphology of skeletal muscle in a genetic model of sympathetic hyperactivity-induced heart failure in mice, and whether these effects were associated with activation of mTOR pathway. Treatment consisted of 4-wk of ET on a motor treadmill, wich consisted in sessions of 60 min based on maximum lactate steady state (6d/wk), and administration of leucine (1.35g/kg) or placebo (distilled water) intragastrically. We established five groups: a control without heart failure (WT) and four groups of mice lacking both 2A and 2C adrenergic receptor subtypes, which were randomly divided into sedentary receiving placebo (KO) or Leucine (KOLT); trained receiving placebo (KOT) or trained receiving leucine (KOLT). It was analyzed exercise capacity by graded treadmill exercise protocol performed until exhaustion, cross-sectional area (CSA) by histochemical myosin ATPase, motor performance by ambulation, grip e rotarod tests, protein expression levels by western blot. The leucine supplementation alone showed no effect on muscle function or the phenotype of the fibers, but associated to ET improved CSA in IIA and IIB fibers in plantaris muscle, and motor performance, at a rate greater than improve in KOT. In separate experiments, after 18 hours fasting, we observed that the response to leucine stimulate mTOR pathway was attenuated in KO, but the ET restored this response (decreased the ratio p-AMPK, AMPK, and increased p-4EBP1 : p-p70S6K and 4EBP1, p70S6K). This reversal of anabolic resistance to leucine by ET was not associated with the effects related to glucose homeostasis or renal function, although the ET has improved (reduced proteinuria). There were no deleterious effects of leucine on the parameters related to glucose homeostasis or renal parameters. The results suggest that leucine supplementation enhances the effects of exercise training to improve exercise tolerance, preserve mass of fibers with characteristics predominantly glycolytic and prevent worsening of motor performance. The ET prevents an anabolic resistance to leucine in muscle of HF animals

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.

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.

A doença do xarope do bordo é causada pela deficiência na atividade do complexo desidrogenase dos α-cetoácidos de cadeia ramificada, levando ao acúmulo dos aminoácidos de cadeia ramificada leucina, isoleucina e valina e de seus α- cetoácidos correspondentes nos tecidos e fluidos corporais. Os pacientes podem apresentar atraso no desenvolvimento psicomotor e retardo mental. A patofisiologia da doença não é bem compreendida, contudo, o acúmulo do metabólito tóxico leucina induz alterações metabólicas associadas aos sintomas clínicos. Além disso, a capacidade antioxidante está reduzida nestes pacientes. Creatina, piruvato e taurina são potentes antioxidantes em sistemas biológicos e protegem a célula contra os danos causados pelo estresse oxidativo. Portanto, neste estudo, investigamos os efeitos da administração de leucina e da coadministração de creatina mais piruvato e de taurina em alguns parâmetros da rede de fosforiltransferência e de estresse oxidativo em córtex e hipocampo de ratos. A administração de leucina induziu estresse oxidativo com o aumento de radicais livres, e diminuiu a atividade das enzimas piruvato cinase, adenilato cinase, hexocinase, gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, creatina cinase citosólica e creatina cinase mitocondrial. A coadministração de creatina mais piruvato e de taurina foi capaz de prevenir as alterações causadas pela administração de leucina sobre o estresse oxidativo e as enzimas tiólicas da rede de fosforiltransferência. As correlações significativas entre alguns parâmetros de estresse oxidativo e as enzimas da rede de fosforiltranferência sugerem que a diminuição na atividade das enzimas ocorre devido ao aumento das espécies reativas. Portanto, é possível sugerir que os efeitos nocivos que a leucina causa no cérebro possa contribuir para a disfunção neurológica observada em pacientes com a doença do xarope do bordo, e é possível que a suplementação com creatina, piruvato e taurina possa ser benéfica a estes pacientes. / Maple Syrup Urine Disease is caused by the deficiency of branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex activity leading to accumulation of the branched-chain amino acids leucine, isoleucine and valine and their corresponding branched-chain α-keto acids in tissues and body fluids. The affected patients may present psychomotor development delay and mental retardation. The pathophysiology of this disease is not entirely understood. However, the accumulation of toxic metabolite leucine induces profound metabolic alterations and impairment of energy homeostasis associated with clinical symptoms. Moreover, the antioxidant capacity is decreased in these patients. Creatine, pyruvate, and taurine plays a critical role in brain function and are potent antioxidants in biological systems, contributing to cellular protection against oxidative stress. In this study, we investigated the effects of leucine administration and coadministration of creatine plus pyruvate and taurine on some parameters of phosphoryl transfer network and oxidative stress in cerebral cortex and hippocampus of rats. Leucine-induced oxidative stress and diminished the activities of pyruvate kinase, adenylate kinase, hexokinase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, cytosolic creatine kinase, and mitochondrial creatine kinase. Coadministration of creatine plus pyruvate and taurine prevented the alterations provoked by leucine administration on the oxidative stress and the thiol-containing enzymes of phosphoryl transfer network. Significant correlations between some parameters of oxidative stress and the enzymes of the phosphoryl transfer network suggest that the diminution of the enzymes activities is possible due to increase in free radicals. It is possible that these effects of leucine may contribute to the neurological dysfunction observed in patients affected by Maple Syrup Urine Disease. In this case, it is possible that creatine plus pyruvate and taurine supplementation could benefit to the patients.