Orientador: Maeli Dal Pai / Resumo: A restrição nutricional durante os períodos de gestação e lactação, pode provocar adaptações fisiológicas no feto (programação fetal), estando relacionada com riscos de doenças cardiovasculares e metabólicas, além de alterações musculares nos adultos. O comprometimento muscular pode trazer consequências futuras na vida do indivíduo, dada a sua relevância na geração de força e locomoção, bem como na longevidade e qualidade de vida em idosos, fase em que ocorre aperda de massa muscular (sarcopenia). O objetivo deste trabalho foi analisar aspectos celulares e moleculares, através de técnicas morfológicas e moleculares, dos músculos Sóleo (SOL) e Extensor Longo dos Dedos (EDL) de ratos jovens e senis (21 e 540 dias) provenientes de mães alimentadas com uma dieta de baixo conteúdo protéico (6%) durante a gestação e lactação. Foram utilizados Ratos Sprague Dawley aos 21 e 540 dias, provenientes de dois grupos de genitoras submetidas a diferentes dietas (hipoproteica: 6% e padrão: 17% de proteína) durante toda a gestação e lactação. Amostras dos músculos SOL e EDL foram coletadas para as análises morfológica, imunofluoerescência e moleculares. Nossos resultados demonstraram que os animais do grupos restritos apresentaram menor peso em ambos os períodos comparado aos animais dos grupos controles. O músculo SOL apresentou diminuição da área de secção transversal (AST) das fibras musculares aos 21 e 540 dias, enquanto o músculo EDL apresentou diminuição da AST apenas aos 21 dias; nenhu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nutritional restriction during gestation and lactation can cause physiological adaptations in the fetus (fetal programming), being related to risks of cardiovascular and metabolic diseases, as well as muscular changes in adults. Muscle impairment may cause future consequences in the individual's life, given the relevance of this tissue in the generation of strength and locomotion, as well as, the longevity and quality of life in the elderly where muscle loss occurs (sarcopenia). The objective of this work is to analyze cellular and molecular aspects of SOL and EDL muscles of young and senile rats (21 days and 540 days) from mothers fed with a diet of low protein content (6%) during gestation and lactation. Sprague-Dawley rats were used at 21 and 540 days from two groups of mothers submitted to different diets (hypoproteic: 6% and standard: 17% protein) throughout gestation and lactation. Samples of SOL and EDL muscles were collected for morphological, immunofluorescence and molecular analyzes. Our results showed that the animals in the restricted groups had lower weight in both periods compared to the animals of the control groups. The SOL muscle showed a decrease in the cross-sectional area (CSA) of the muscle fibers at 21 and 540 days, whereas the EDL muscle presented a decrease of CSA only at 21 days; no change in the frequency of muscle fiber types was observed in the muscles and in the periods analyzed. At 21 days no differences were observed in the gene expression of th... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Tassiana Gutierrez de Paula (tassianagutierrez@gmail.com) on 2017-12-07T12:28:33Z No. of bitstreams: 1 TESE DOUTORADO TASSIANA GUTIERREZ DE PAULA.pdf: 14534125 bytes, checksum: 14f639bcc45ea85f0d43c37837bd3e24 (MD5) / Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2017-12-11T16:23:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paula_tg_dr_bot.pdf: 14534125 bytes, checksum: 14f639bcc45ea85f0d43c37837bd3e24 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-11T16:23:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paula_tg_dr_bot.pdf: 14534125 bytes, checksum: 14f639bcc45ea85f0d43c37837bd3e24 (MD5) Previous issue date: 2017-09-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O músculo esquelético é capaz de adaptação fenotípica à fatores ambientais, como a disponibilidade de nutrientes, alterando o equilíbrio entre catabolismo e anabolismo muscular que, por sua vez, coordena o crescimento muscular. Os pequenos RNAs não codificados, conhecidos como microRNAs (miRNAs), reprimem a expressão de mRNAs alvo e muitos estudos demonstraram que os miRNAs regulam os mRNAs de genes catabólicos e anabólicos. Nós avaliamos a morfologia muscular, a expressão gênica de componentes envolvidos com o catabolismo, anabolismo e metabolismo energético e expressão de miRNAs no músculo rápido e lento de juvenis de pacus (Piaractus mesopotamicus) durante um período de restrição alimentar e realimentação. Nossa análise revelou que períodos curtos de restrição alimentar seguidos por realimentação afetaram predominantemente o músculo rápido, alterando o diâmetro da fibra muscular e a expressão de RNAs e miRNAs. Houve um aumento nos níveis de mRNA dos componentes catabólicos (FBXO25, ATG12, BCL2) e genes relacionados ao metabolismo energético (PGC1a e SDHA), juntamente com uma diminuição nos níveis de PPARβ / δmRNA. Curiosamente, um aumento nos níveis de mRNA dos genes anabólicos (PI3K e complexo mTORC1: mTOR, mLST8 e RAPTOR) também foi observado durante a restrição alimentar. Após realimentação, a morfologia muscular mostrou padrões similares do grupo controle; a maioria dos genes estavam ligeiramente regulados de forma up e down em mabas as musculaturas, respectivamente; os níveis de todos os miRNAs aumentaram no músculo rápido e alguns deles diminuíram em músculos lentos. Nossos achados demonstraram que um curto período de restrição alimentar no pacu juvenil teve um impacto considerável no músculo rápido, aumentando a expressão de genes anabolizantes (PI3K e mTORC1 complexos: mTOR, mLST8 e RAPTOR) e do metabolismo energético. Os miRNA (miR-1, miR-206, miR-199 e miR-23a) foram mais expressos durante a realimentação enquanto seus genes alvo (IGF-1, mTOR, PGC1α e MAFbx) apresentaram uma diminuição da expressão. As alterações no complexo mTORC1 observadas durante o jejum podem ter influenciado as taxas de síntese protéica usando aminoácidos da degradação protéica como mecanismo alternativo para preservar o fenótipo muscular e a manutenção da demanda metabólica. / Skeletal muscle is capable of phenotypic adaptation to environmental factors, such as nutrient availability, by altering the balance between muscle catabolism and anabolism that in turn coordinates muscle growth. Small noncoding RNAs, known as microRNAs (miRNAs), repress the expression of target mRNAs, and many studies have demonstrated that miRNAs regulate the mRNAs of catabolic and anabolic genes. We evaluated muscle morphology, gene expression of components involved in catabolism, anabolism and energetic metabolism and miRNAs expression in both the fast and slow muscle of juvenile pacu (Piaractus mesopotamicus) during food restriction and refeeding. Our analysis revealed that short periods of food restriction followed by refeeding predominantly affected fast muscle, with changes in muscle fiber diameter and miRNAs expression. There was an increase in the mRNA levels of catabolic pathways components (FBXO25, ATG12, BCL2) and energetic metabolism-related genes (PGC1αand SDHA), together with a decrease in PPARβ/δmRNA levels. Interestingly, an increase in mRNA levels of anabolic genes (PI3K and mTORC1 complex: mTOR, mLST8 and RAPTOR) was also observed during food restriction. After refeeding, muscle morphology showed similar patterns of the control group; the majority of genes were slightly up- or down-regulated in fast and slow muscle, respectively; the levels of all miRNAs increased in fast muscle and some of them decreased in slow muscle. Our findings demonstrated that a short period of food restriction in juvenile pacu had a considerable impact on fast muscle, increasing the expression of anabolic (PI3K and mTORC1 complex: mTOR, mLST8 and RAPTOR) and energetic metabolism genes. The miRNAs (miR-1, miR-206, miR-199 and miR-23a) were more expressed during refeeding and while their target genes (IGF-1, mTOR, PGC1α and MAFbx), presented a decreased expression. The alterations in mTORC1 complex observed during fasting may have influenced the rates of protein synthesis by using amino acids from protein degradation as an alternative mechanism to preserve muscle phenotype and metabolic demand maintenance. / 2013/25915-1

Memoria para optar el título de Bioquímico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta diciembre de 2015 / La proteína co-chaperona Bag3 es un factor clave en el control de la autofagia selectiva, un proceso de degradación de proteínas y organelos activado en respuesta a distintos estresores, en tejidos altamente diferenciados, como el músculo esquelético. Este último tejido transforma la energía química del ATP en energía mecánica para la contracción, por lo que el control del metabolismo de la glucosa resulta fundamental para mantener su función fisiológica. En este sentido, insulina, a través de sus efectores intracelulares Akt y mTORC1, promueve el ingreso y metabolismo de la glucosa. No obstante, en condiciones de estrés nutricional la proteína AMPK activa la autofagia para aumentar el metabolismo celular por degradación de diversas macromoléculas. Prueba de esta relación funcional entre metabolismo y autofagia es que la inhibición de la autofagia lleva a resistencia a la insulina en células musculares esqueléticas. Por otro lado, existe evidencia que los ratones knock-out para Bag3 presentan una disminución en los niveles de glucosa e insulina circulantes, y mueren a las 3 semanas de nacimiento con deterioro muscular progresivo. Sin embargo, hasta hoy se desconoce si Bag3 regula el metabolismo energético de la célula, y si las vías que controlan ese metabolismo se relacionan con la autofagia. En vista de estos antecedentes, se investigó si Bag3 altera la señalización de la vía Akt-AMPK-mTORC1, produciendo efectos metabólicos y de autofagia en miotubos L6 (línea celular: músculo esquelético de rata). A través de ensayos de captura de 3H-2-desoxiglucosa, consumo de oxígeno y detección densitométrica de GLUT4-myc en superficie, se determinó que las células con niveles reducidos de Bag3 (RNA interferente) y sin insulina en el sistema, incorporaron mayor cantidad de glucosa por un incremento de transportadores Glut-4 en la membrana celular junto con una mayor capacidad oxidativa mitocondrial. Lo anterior es debido a un aumento de la activación basal de Akt, evidenciado por Western blot contra Fosfo-Ser-473. Además, estas células presentaron una menor capacidad de activar la autofagia debido a un procesamiento disminuido de LC3, además de una menor activación de AMPK (Fosfo-Thr-172) y una sobre-activación de mTORC1 (Fosfo-Ser-2448). Finalmente, en presencia de insulina (100 nM, 20 min), las células con niveles reducidos de Bag3 presentaron una incorporación deficiente de glucosa para la cantidad de transportador Glut-4 exportado a la membrana, y una menor capacidad oxidativa mitocondrial. En estas condiciones, Akt se activó de forma normal ante insulina, observándose sin embargo que AMPK y mTORC1 se activó e inactivó, respectivamente; comportamiento inverso respecto a lo normal. Con estos datos, se propone a Bag3 como un novedoso regulador del metabolismo y la autofagia muscular esquelética / The co-chaperone protein Bag3 is a key factor for the control of selective autophagy, a degradation process of proteins and organelles activated in response to stress, in highly differentiated tissues, as the skeletal muscle. The role of the latter is to transform the chemical energy from ATP into mechanical energy for contraction, thus the metabolism control of glucose is important to keep its biological function. In that way, the hormone insulin, by its intracellular effectors Akt and mTORC1, promotes the uptake and metabolism of glucose. However, in nutritional stress conditions the AMPK protein activate autophagy in order to increase cellular metabolism by macromolecular degradation. Proof of this functional relationship between metabolism and autophagy is that autophagy abrogation leads to insulin resistance in muscle cells. On the other hand, there is evidence that shows that Bag3 Knock-out mice present diminished glucose and insulin in blood, and die after 3 weeks from birth with progressive muscle wasting. However, it is not known yet whether Bag3 regulates energy metabolism in the cell, nor whether the pathways that control that metabolism are related with Bag3 mediated autophagy. With this in mind, we decided to determine if Bag3 was able to alter the Akt-AMPK-mTORC1 signaling pathway, leading to metabolic and autophagy effects, in L6 myotubes (cell line: skeletal muscle from rat). By 3H-2-desoxyglucose uptake, oxygen consumption and GLUT4-myc surface detection assays, we were able to determine that cells with reduced levels of Bag3 (interference RNA), and without insulin in the system, had increased glucose uptake because of an augmented Glut-4 translocation to the cell membrane, along with an enhanced mitochondrial oxidative capacity. This is explained by an increased Akt basal activation, evidenced by Phospho-Ser-473 western blot. Furthermore, these cells showed a diminished capacity to produce autophagy, because of a decreased LC3 processing, along with a diminished activation of AMPK (Phospho-Thr-172) and an over activation of mTORC1 (Phospho-Ser-2448). Finally, in the presence of insulin (100 nM, 20 minutes), cells with diminished levels of Bag3 showed a deficient glucose uptake for the amount of Glut-4 transporter exported to cell membrane, and a decreased mitochondrial oxidative capacity. Under these conditions, Akt protein increased its activation, as normal, but AMPK was activated and mTORC1 was inactivated, an inverted behavior with respect to normal metabolism. With these data, we propose Bag3 as a novel regulator of metabolism and autophagy in muscle

La pérdida de masa y fuerza del músculo esquelético, característico de ciertas miopatías como la sarcopenia, es una condición frecuente durante el envejecimiento, y está asociada a disfunciones de los sistemas muscular y esquelético. Aunque los mecanismos moleculares involucrados en esta patología no están totalmente esclarecidos, existen evidencias que demuestran que la apoptosis es en parte responsable de la pérdida de miocitos en la adultez, contribuyendo a la patogénesis de la sarcopenia. Puesto que los niveles de hormonas sexuales disminuyen con la edad, la sarcopenia se ha asociado al déficit de las mismas. En este trabajo, se ha demostrado que la testosterona, a concentración fisiológica, protege frente a la apoptosis inducida por H2O2 en la línea celular de músculo esquelético murino C2C12. Las alteraciones morfológicas típicas de la apoptosis tales como fragmentación nuclear, desorganización del citoesqueleto, reorganización/disfunción mitocondrial y liberación de citocromo c inducidos por el H2O2, son inhibidas cuando las células son previamente tratadas con la hormona. Se ha observado que las células C2C12 muestran una respuesta bifásica en presencia del agente apoptótico. A tiempos cortos de exposición al H2O2, las células activan un mecanismo de defensa, para evitar entrar en apoptosis, el cual consiste en la fosforilación de ERK2, Akt y Bad y en un aumento de expresión de la proteína asociada a eventos de supervivencia, HSP70. Simultáneamente y a partir de aproximadamente media hora de tratamiento con H2O2, se observa la fosforilación de JNK, p66Shc y p53, estas últimas mostrando un pico máximo de activación a la 1-2 hs. A tiempos más largos de exposición al agente apoptótico (4 hs) se produce la defosforilación de ERK2, Akt y Bad, se mantiene la fosforilación de JNK, disminuye la activación de p53 y p66Shc, se produce la liberación de citocromo c, el clivaje de PARP, la fragmentación del ADN y la pérdida del potencial de la membrana mitocondrial, indicando que las células inician finalmente el proceso de muerte celular programada. Sin embargo, cuando las células son tratadas con testosterona, previo a la exposición al H2O2, se reduce la fosforilación de JNK, se observa la inactivación de la proteína apoptótica Bad, disminución de los niveles de la proteína apoptótica Bax, inhibición del clivaje de PARP, prevención de la pérdida del potencial de membrana mitocondrial y disminución de la fosforilación y localización mitocondrial de la proteína amplificadora del estrés oxidativo, p66Shc. El empleo de un antagonista no esteroideo específico para la testosterona, la Flutamida, reduce el efecto protectivo del esteroide, involucrando al receptor de andrógenos (AR) en los efectos antiapoptóticos de la hormona. También, se obtuvieron evidencias bioquímicas, farmacológicas e inmunológicas, que demuestran la presencia del AR con localización clásica (nuclear) y no clásica en microdominios (específicamente caveolas y rafts) y mitocondrias. Las distintas localizaciones del AR podrían mediar el efecto antiapoptótico de la testosterona a distintos niveles subcelulares. Los resultados aquí presentados permiten comenzar a definir y esclarecer los mecanismos de señalización activados por la testosterona y su receptor, que median el efecto protectivo frente al daño oxidativo en músculo esquelético y su relación con miopatías asociadas al déficit de hormonas sexuales. / The loss of muscle mass and strength with aging, also referred to as sarcopenia, is a highly prevalent condition among the elderly, and it is associated with skeletal mechanisms underlying accumulating evidence muscle dysfunction. sarcopenia suggests are that far an Although from age-related the being exact clarified, acceleration of myocyte loss via apoptosis might represent a key mechanism responsible for impairment of muscle performance. Sarcopenia has been associated with a deficit of sex hormones as the levels of estrogens and/or testosterone decline with aging. In this work, it has been demonstrated that, at physiological concentrations, testosterone protects against H2O2- induced apoptosis in C2C12 muscle cells. Typical changes of apoptosis such as nuclear fragmentation, cytoskeleton disorganization, mitochondrial reorganization/dysfunction and cytochrome c release induced by H2O2, are abolished when cells are previously exposed to the hormone. It has been observed that C2C12 cells show a biphasic response when they are treated with the apoptotic agent. At short times of exposure to H2O2, C2C12 cells exhibit a defense response showing ERK2, Akt and Bad phosphorylation and an increase of HSP70 levels. Simultaneously and approximately after half an hour from the beginning of H2O2 treatment, JNK, p53 and p66Shc phosphorylation are observed, with maximum activation for p53 and p66Shc after 1-2 hours. At longer treatment times (4hs), dephosphorylation of ERK2, Akt and Bad is observed, JNK continues phosphorylated, the activation of p53 and p66Shc decreases and cytochrome c release, PARP cleavage, DNA fragmentation and the loss of mitochondrial membrane potential occur, indicating that cells finally enter into apoptosis. However, incubation with testosterone prior to H2O2, reduces JNK phosphorylation, induces Bad inactivation, inhibition of PARP cleavage, a decrease in Bax levels; reduces the loss of mitochondrial membrane potential and p66Shc phosphorylation and its mitochondrial localization. The employment of the androgen receptor (AR) antagonist, Flutamide, decreases the protective effects of the hormone, pointing to a possible participation of the AR in the anti-apoptotic effect of testosterone. Moreover, biochemical, pharmacological and immunological data demonstrate a classical (nuclear) and non-classical localization of the AR in microdomains (caveolae and rafts) and mitochondria. These results assign an active role for the AR during the anti-apoptotic effect of the hormone, possibly, at different subcellular levels. The data presented in this work unravel in part the molecular mechanisms activated by testosterone and its receptor, underlying the survival action of the hormone against oxidative stress damage in skeletal muscle and its relationship with myopathies associated with sex hormonal dysregulation.

El presente estudio realizado en mujeres embarazadas tiene como objetivo describir la percepción de molestias musculoesqueléticas y la carga global de trabajo, siendo este último aspecto analizado solo en aquellas mujeres que se encontraban trabajando. Las mediciones para este estudio transversal se realizaron en la Unidad de Maternidad del Hospital Clínico de la Universidad de Chile entre agosto y septiembre del año 2010. Para llevar cabo esta investigación se determinó una muestra de tipo no probabilística por conveniencia, conformada por treinta mujeres embarazadas entre las 20 y 34 semanas de gestación, a las cuales se les midió la percepción de molestias musculoesqueléticas, a través del Body Part Discomfort Scale, que permite determinar la localización corporal de la molestia y cuantificarla de acuerdo a la intensidad. Además fue medida la carga global de trabajo, mediante el método de NASA-Task Load Index que permite determinar en forma subjetiva diferentes exigencias en el ámbito laboral. Los datos recolectados fueron analizados mediante estadísticas descriptivas utilizando frecuencias relativas y medidas de tendencia central. Se observó que el 83,3% de la población presentó percepción de molestias musculoesqueléticas, siendo pelvis-cadera la región más frecuente. En las mujeres que estaban laboralmente activas un 89,47% presentaron esta percepción, y en el caso de aquellas que estaban temporalmente inactivas, la percepción de molestias estaba presente en un 81,81%. En relación a la carga global de trabajo las dimensiones de exigencia mental y temporal obtuvieron el mayor puntaje en las embarazadas laboralmente activas. En este grupo vulnerable de la población que en un gran porcentaje forman parte de la fuerza laboral del país, se pueden desarrollar trastornos físicos, los que pueden tener repercusiones tanto a nivel económico, social y sanitario, es por eso que se hace de vital importancia su prevención. / The aim of the following study carried out in pregnant women, is to describe the perception of musculoskeletal complaints and the overall workload. This last aspect was analyzed only on those women who were working at the time. The measures for this transversal study were taken from the Maternal Unity at the Clinical Hospital of Universidad de Chile from August to September of 2010. To carry out this investigation was determined a not probabilistic sample of convenience, comprised of 30 pregnant women between 20 and 34 weeks gestation. In which we measured the perception of musculoskeletal complaints using a Body Part Discomfort Scale, which allowed to determine the location of the complaint and to quantify it according to the intensity. Also, the overall workload was measured using the NASA-Task Load Index method, which allowed to determine different work demands in a subjective way. The results obtained were analyzed through descriptive statistics, using relative frequencies and measures of central tendency. It was observed that the 83, 3% of the population showed perception of musculoskeletal complaints; pelvis-hip was the most frequent area. In those women who were active workers, an 89, 47% showed this perception. And in the case of the women who were temporaily inactive the perception of musculoskeletal complaints was present in an 81, 81%. In relation to the overall workload, the women who were working showed a higher score in the dimensions of mental and time demands. In this vulnerable group of the population, that represents a significant part of the labor force of the country, physical disorders can be developed and it can affect them in an economic, social and sanitary level. That is why it is vital to prevent this kind of disorders.

Orientador: Doris Hissako Sumida / Coorientadora: Sandra Helena Penha de Oliveira / Coorientador: Antonio Musarò / Banca: Carla Roberta de Oliveira Carvalho / Banca: Carlos Antonio de Miranda Bomfim / Banca: Solange Marta Franzói de Moraes / Banca: Fernando Yamamoto Chiba / Resumo: Produzida pela glândula pineal exclusivamente em período noturno e na escuridão, a melatonina apresenta papel fundamental na sincronização dos ritmos circadianos com o ciclo claro-escuro do meio ambiente. A exposição à luz suprime a síntese e secreção de melatonina pela glândula pineal, podendo prejudicar a ação insulínica em células do músculo esquelético. O transporte ineficiente de glicose no músculo esquelético pode promover atrofia, geralmente acompanhada por perda de massa óssea. Resistência à insulina, atrofia muscular esquelética e perda de massa óssea são efeitos patológicos que podem ser prevenidos ou atenuados pela prática regular de exercícios físicos. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do exercício resistido (ER) sobre a sensibilidade à insulina e manutenção da musculatura esquelética e tecido ósseo em ratos pinealectomizados. 40 ratos Wistar machos foram distribuídos, aleatória e igualmente, em 4 grupos: 1) controle (CNS); 2) exercitado (CNEX); 3) pinealectomizado (PNX) e 4) pinealectomizado exercitado (PNXEX). O ER foi realizado em escada, durante 8 semanas, 3 sessões semanais (em dias não consecutivos), 9 repetições por sessão e intervalo de tempo de 2 minutos entre as repetições. O teste de força máxima foi realizado a cada 2 semanas e a intensidade selecionada foi 60% de 1 repetição máxima (1RM). Após o período de treinamento, os animais foram submetidos ao teste de tolerância à insulina. Após o sacrifício, amostras de sangue foram coletadas ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Produced by the pineal gland exclusively at night time and in darkness, melatonin plays a key role in synchronizing circadian rhythms with the light dark cycle of the environment. Exposure to light suppresses the synthesis and secretion of melatonin by the pineal gland, and may impair insulin action in skeletal muscle cells. The inefficient transport of glucose in skeletal muscle can promote atrophy, usually accompanied by loss of bone mass. Insulin resistance, skeletal muscle atrophy and loss of bone mass are pathological effects that can be prevented or attenuated by regular physical exercise. The objective of the present study was to evaluate the effect of resistance exercise on insulin sensitivity and maintenance of skeletal muscle and bone tissue in pinealectomized rats. For this, 40 male Wistar rats were randomly and equally distributed in 4 groups: 1) control (CNS); 2) exercised (CNEX); 3) pinealectomized (PNX) and 4) pinealectomized exercised (PNXEX). Resistance training was performed on a ladder for 8 weeks, 3 weekly sessions (on non-consecutive days), 9 repetitions per session and 2 minutes interval between repetitions. The maximal strength test was performed every 2 weeks and the intensity selected was 60% of 1 maximal repetition (1RM). After the training period, the animals were submitted to the insulin tolerance test. After sacrifice, blood samples were collected for quantification of plasma glucose and insulin. From these values, insulin resistance was calculated by the HOMA-IR index. The calculation of the cross-sectional area of the extensor digitorum longus (EDL) was performed from the histological analysis using IMAGEJ software. Gene expression and phosphorylation of proteins present in skeletal muscle maintenance pathways were also evaluated: GLUT4, TNF-α, atrogin-1, MuRF1, IGF-1, Akt1, myostatin and SMAD2/3. The area... / Doutor

A literatura tem mostrado, por intermédio de estudos com animais e seres humanos, que o uso reduzido da musculatura (como por exemplo, a imobilização de um segmento) produz uma série de alterações estruturais e funcionais no músculo esquelético. As principais alterações observadas no músculo após a redução do uso estão relacionadas com alterações nas propriedades bioquímicas, na composição de fibras musculares, atrofia muscular, redução na capacidade de produção de força, e redução na capacidade de ativação. Apesar de a maior parte dos estudos sobre o assunto ter sido realizada em modelos animais (os quais possibilitam o estudo invasivo dos mecanismos de adaptação), a incidência de lesões articulares em seres humanos tem motivado os pesquisadores a buscar métodos alternativos e nãoinvasivos para o diagnóstico e acompanhamento das lesões articulares. Tendo em vista que a mecanomiografia (MMG) é uma técnica não-invasiva que permite o estudo do comportamento mecânico e fisiológico do músculo, acredita-se que esta técnica, associada com a avaliação da capacidade de produção de força e com a eletromiografia (EMG), possa ser um método útil no diagnóstico das alterações produzidas por essas lesões e no acompanhamento de programas de reabilitação. O objetivo desse estudo foi avaliar as adaptações musculares após um período de imobilização de duas semanas. Três estudos foram desenvolvidos, sendo os dois primeiros com seres humanos e o terceiro em um modelo animal. O primeiro estudo avaliou as respostas eletromiográficas, mecanomiográficas e de torque dos músculos flexores plantares e dos flexores dorsais do tornozelo durante esforço voluntário. Foram avaliados 23 indivíduos que tiveram seus tornozelos imobilizados em função de um entorse de grau II, e 32 indivíduos saudáveis, que fizeram parte do grupo controle. O segundo estudo, por sua vez, investigou as alterações no comportamento mecânico dos mesmos grupos musculares do estudo 1, ao longo de um protocolo de contrações produzidas via estimulação elétrica, utilizando-se várias freqüências de estimulação (de 5 a 60 Hz). Nos dois estudos, os valores de torque dos flexores plantares e dos flexores dorsais no grupo imobilizado foram significativamente inferiores aos do grupo controle. Essa redução foi mais evidente nos flexores plantares do que nos flexores dorsais. Os valores root mean square (RMS) do sinal EMG, durante a CVM (estudo 1), foram significativamente menores nos músculos gastrocnêmio medial (GM), sóleo (SOL) e tibial anterior (TA) do grupo que foi imobilizado quando comparado ao grupo controle. A mediana da freqüência (MDF) do sinal EMG, durante a CVM, no estudo 1, não apresentou diferença significativa entre os dois grupos da amostra, em nenhum dos três músculos estudados (GM, SOL e TA). Os valores RMS e a MDF do sinal MMG dos músculos GM, SOL e TA não apresentaram diferenças significativas entre os dois grupos da amostra, em nenhum dos dois estudos, indicando que a técnica da MMG não foi capaz de revelar as alterações musculares produzidas por um período de imobilização. O terceiro estudo avaliou as alterações das propriedades mecânicas devido a alterações no comprimento muscular e na freqüência de estimulação nos músculos SOL de 3 gatos. As relações força-comprimento foram estabelecidas ao nível articular, muscular, das fibras musculares e dos sarcômeros. Os resultados demonstraram que as variações de comprimento da fibra diferem das variações de comprimento do músculo como um todo, principalmente nos comprimentos mais encurtados. Existe um maior encurtamento da fibra com o aumento da freqüência de estimulação nos menores comprimentos musculares, enquanto nos maiores comprimentos musculares o aumento da freqüência de estimulação tem um efeito similar sobre as fibras e o músculo como um todo. Os principais achados do presente estudo são de que as respostas da EMG e de torque são alteradas por um período de 2 semanas de imobilização, enquanto as respostas da MMG não, e que o comprimento muscular é uma importante variável que deve ser controlada a nível tanto das fibras musculares, quanto dos componentes elásticos no estudo das propriedades mecânicas do músculo esquelético.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Farmácia. / Made available in DSpace on 2012-10-23T05:02:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239445.pdf: 1307389 bytes, checksum: c54763e029001713094a0cf7962b24cf (MD5) / O diabetes melito é caracterizado como um grupo de desordens com diferentes etiologias, que afeta o metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas. É causado pela deficiência inerente ou adquirida da produção de insulina ou pela sua inefetividade. Muitas espécies de plantas são conhecidas na medicina popular pelas propriedades hipoglicemiantes e a utilização destas plantas é uma alternativa de tratamento para os diabéticos, principalmente aqueles que não têm acesso aos medicamentos. Flavonóides são compostos fenólicos, derivados de plantas, que apresentam diversas propriedades e cujo potencial terapêutico é cada vez mais investigado. Recentemente foram isolados alguns destes compostos das folhas da Bauhinia forficata, entre eles o majoritário, canferitrina. Este demonstrou efeito hipoglicemiante em animais diabéticos, além de estimular a captação de glicose no músculo sóleo de ratos. Do caule da espécie Cyathea phalerata também foram isolados flavonóides, sendo o canferol-3-neohesperidosídeo, o predominante e cuja ação hipoglicemiante foi ainda melhor do que da canferitrina. O presente trabalho teve como objetivos estudar o mecanismo de ação do canferol-3-neohesperidosídeo, obtido da Cyathea phalerata, na captação de [14C]DG e no conteúdo de glicogênio muscular e comparar com o efeito estimulatório da insulina. Além disso, estudar o efeito da quercetina e do canferol (aglicona) na captação de [14C]DG e o efeito hipoglicemiante de outro flavonóide isolado da Bauhinia forficata, o canferol 3-O- -L-ramnopiranosil- -D-glicopiranosideo-7-O- -L-ramnopiranosídeo, em ratos diabéticos. Para tanto, foram utilizados ratos Wistar machos entre 50-55 dias de idade. O diabetes foi induzido com 50 mg/kg de aloxana pela via intravenosa. Nos experimentos onde foram estudados os níveis glicêmicos, as dosagens foram realizadas nos tempos 0, 1, 2 e 3 h após a administração do composto pelas vias oral e intraperitoneal. Nos ensaios para determinação do conteúdo de glicogênio os tecidos foram retirados dos animais após 24 h da administração do canferol-3-neohesperidosídeo. A captação de [14C]DG foi estudada após a incubação do músculo sóleo com canferol-3-neohesperidosídeo, insulina, quercetina ou canferol, na presença ou não de diferentes inibidores e do radioisótopo no período de 1 h. A captação de [14C]DG foi estimulada significativamente pelo canferol-3-neohesperidosídeo. Este aumento no transporte de glicose foi semelhante ao apresentado pela insulina, ocorrendo via PI-3K e PKC e independentemente da síntese ativa de proteínas. O conteúdo de glicogênio muscular aumentou aproximadamente 4 vezes nos animais tratados com canferol-3-neohesperidosídeo. A quercetina estimulou a captação de [14C]DG no músculo sóleo de ratos normais, mas não potenciou o efeito estimulatório da insulina e o canferol não demonstrou efeito na captação de [14C]DG. O canferol 3-O- -L-ramnopiranosil- -D-glicopiranosideo-7-O- -L-ramnopiranosídeo não apresentou ação hipoglicemiante significativa em nenhuma das doses e tempos estudados. Destes resultados podemos concluir que o canferol-3-neohesperidosídeo foi tão eficaz e potente quanto a insulina no estímulo da captação de glicose no músculo sóleo. Aparentemente, pelas mesmas vias de sinalização da insulina que levam à ativação da translocação de GLUTs sem interferir na transcrição gênica e síntese protéica neste período agudo de ação. Além disso, foi hábil em aumentar o conteúdo de glicogênio muscular após um período prolongado de tratamento.

A glicose é o principal substrato energético do encéfalo in vivo. A maior parte é oxidada gerando 38 ATPs, dióxido de carbono (CO2) e água. Existem diferenças entre regiões do Sistema Nervoso (SN) na captação de glicose in vivo e na expressão de enzimas metabólicas. Evidências demonstram que astrócitos captam este substrato, sintetizam lactato a partir dele, e liberam este último para que possa ser utilizado pelos neurônios. O lactato é o substrato preferencial do SN in vitro. O músculo esquelético pode consumir tanto glicose como corpos cetônicos e ácidos graxos; o consumo preferencial de um deles depende apenas da intensidade da atividade física. A Desidroepiandrosterona (DHEA) é um hormônio esteróide relacionado ao aumento da sensibilidade periférica à insulina e melhora da captação de glicose, atuando sobre músculo esquelético, fígado e tecido adiposo, principalmente. A DHEA é sintetizada e atua no SN, sendo chamada de neuroesteróide.Ela é capaz de regular a síntese de IGF-1 de maneira tecido-específica, além de possuir efeitos apoptóticos/ antiproliferativos ou protetores, dependendo da dose utilizada. A presença de substrato oxidável no meio de incubação inibe seus efeitos anti-proliferativos. Também atua em receptores de membrana (GABAA, NMDA), na liberação de neurotransmissores (acetilcolina, glutamato) e inibindo enzimas da cadeia respiratória. Foram determinadas as diferenças basais na captação e oxidação de glicose na presença de lactato entre as diferentes estruturas do SN (córtex cerebral, hipocampo, cerebelo, hipotálamo e bulbo olfatório), e também a influência da DHEA (10-8 ou 10-12M) sobre a captação e oxidação de glicose nestas estruturas (na presença e ausência de lactato) e sobre o músculo esquelético. A presença de lactato estimulou a captação de glicose (2-14C-DG) no hipotálamo e bulbo, inibiu no córtex e cerebelo e não exerceu efeito no hipocampo. A oxidação de 14C-glicose em córtex e hipotálamo, na presença de lactato, foi 6,6 vezes menor quando comparada à oxidação de 14C-lactato. A DHEA não exerceu efeito sobre a captação de glicose em cerebelo, hipocampo e hipotálamo. No córtexcerebral DHEA 10-8M aumentou a captação na presença de lactato e, no bulbo olfatório, a mesma dose elevou a captação de glicose, porém na ausência de lactato. No músculo, DHEA 10-8M inibiu a captação de glicose. DHEA não exerceu efeito significativo sobre a oxidação das diferentes estruturas do SN. No hipotálamo e bulbo olfatório o lactato estimulou a captação de 2-14C-DG; talvez nestas estruturas as necessidades metabólicas sejam essencialmente supridas pela glicose. O córtex cerebral e o cerebelo parecem utilizar principalmente lactato como substrato. O hipocampo foi mais sensível à utilização da glicose do que ao lactato. A DHEA não exerceu efeito sobre cerebelo, hipocampo e hipotálamo, possivelmente porque esse neuroesteróide não é metabolizado a outros esteróides de maneira efetiva ou então a esteróides que não atuam sobre a captação de glicose. No córtex cerebral a DHEA pode estimular a liberação de glutamato in vitro e, assim, estimular a captação de 2- 14C-DG principalmente por astrócitos, mesmo na presença de lactato.No bulbo olfatório, a presença de lactato pode suprir as necessidades do tecido, porém a DHEA, que inibe a glicose-6-fosfato desidrogenase (enzima expressa em grandes concentrações neste local), pode aumentar a captação de 2-14C-DG na ausência de substrato oxidativo. No músculo esquelético, a DHEA em baixas concentrações talvez iniba a captação de glicose atuando sobre proteínas da cascata de sinalização da insulina, mesmo não atuando na oxidação. / The glucose is the main energetic substrate in the brain. Most of it is oxidized generating 38 ATPs, carbon dioxide (CO2) and water. There are differences between regions Nervous System (NS) in the glucose uptake and in the expression of metabolic enzymes. Evidences show that astrocytes uptake this substrate, synthesize lactate from it, and release this substrate for neurons metabolism. The lactate is the preferential substrate of NS in vitro. The skeletal muscle may consume glucose and fatty acids, the preferential consumption depends on the intensity of physical activity. The Desidroepiandrosterona (DHEA) is a sexual hormone related to increased peripheral sensitivity to insulin and improves the glucose uptake, acting on skeletal muscle, liver and adipose tissue. The DHEA is synthesized and acts on the NS and is called neurosteroid. It is able to regulate the IGF-1 synthesis a tissuespecific way, and have apoptotic effects / anti-proliferative or protective, depending on the dose used. The presence of oxidative substrate in incubation medium, inhibits their antiproliferative effects. It also acts on membrane receptors (GABAA, NMDA), the release of neurotransmitter (acetylcholine, glutamate) and inhibiting enzymes of respiratory chain. It was investigated the differences in the basal uptake and oxidation of glucose in the presence of lactate between the different structures of NS (cerebral cortex, hippocampus, cerebellum, hypothalamus and olfactory bulb), and also the influence of DHEA (10-8 or 10-12 M) on these structures (in the presence and absence of lactate) and the skeletal muscle. The glucose is the main energetic substrate in the brain. Most of it is oxidized generating 38 ATPs, carbon dioxide (CO2) and water. There are differences between regions Nervous System (NS) in the glucose uptake and in the expression of metabolic enzymes. Evidences show that astrocytes uptake this substrate, synthesize lactate from it, and release this substrate for neurons metabolism. The lactate is the preferential substrate of NS in vitro. The skeletal muscle may consume glucose and fatty acids, the preferential consumption depends on the intensity of physical activity. The Desidroepiandrosterona (DHEA) is a sexual hormone related to increased peripheral sensitivity to insulin and improves the glucose uptake, acting on skeletal muscle, liver and adipose tissue. The DHEA is synthesized and acts on the NS and is called neurosteroid. It is able to regulate the IGF-1 synthesis a tissuespecific way, and have apoptotic effects / anti-proliferative or protective, depending on the dose used. The presence of oxidative substrate in incubation medium, inhibits their antiproliferative effects. It also acts on membrane receptors (GABAA, NMDA), the release of neurotransmitter (acetylcholine, glutamate) and inhibiting enzymes of respiratory chain. It was investigated the differences in the basal uptake and oxidation of glucose in the presence of lactate between the different structures of NS (cerebral cortex, hippocampus, cerebellum, hypothalamus and olfactory bulb), and also the influence of DHEA (10-8 or 10-12 M) on these structures (in the presence and absence of lactate) and the skeletal muscle. The presence of lactate stimulated glucose uptake (2-14C-DG) in the hypothalamus and bulb, inhibited in the cortex and cerebellum and had no effect in the hippocampus. The 14C-glucose oxidation in cortex and hypothalamus, in the presence of lactate, was 6.6 times lower when compared to the 14C-lactate oxidation. The DHEA had no effect on cerebellum, hippocampus and hypothalamus. In the cortex DHEA 10-8 M increased the uptake in the presence of lactate,and in the olfactory bulb, the same dose increased the glucose uptake, but in the absence of lactate. DHEA 10-8 M inhibited the glucose uptake in muscle. DHEA has not effect on the oxidation of the several structures of NS. In the hypothalamus and the olfactory bulb lactate stimulated uptake of 2-14C-DG; perhaps in these structures the metabolic supply are done mainly by glucose. The cortex and cerebellum seem to use mainly lactate as substrate. The hippocampus, according evidence was more sensitive to the use of glucose than lactate. The DHEA had no effect on cerebellum, hippocampus and hypothalamus, possibly because this neurosteroid is not metabolized into other steroids or the steroids that do not act on the uptake of glucose. In the cerebral cortex DHEA can stimulate the release of glutamate in vitro and thereby stimulate the uptake of 2-14C-DG by astrocytes, even in the presence of lactate. In olfactory bulb, the presence of lactate can supply the needs of the tissue, but the DHEA, which inhibits glucose-6-phosphate dehydrogenase (enzyme expressed in high concentrations on this site), soon may increase the 2-14C-DG uptake in absence of oxidative substrate. In muscle, DHEA in low concentrations may inhibit the glucose uptake acting on proteins in the signalling cascade of insulin, and not acting in oxidation.

A glicose é o principal substrato energético do encéfalo in vivo. A maior parte é oxidada gerando 38 ATPs, dióxido de carbono (CO2) e água. Existem diferenças entre regiões do Sistema Nervoso (SN) na captação de glicose in vivo e na expressão de enzimas metabólicas. Evidências demonstram que astrócitos captam este substrato, sintetizam lactato a partir dele, e liberam este último para que possa ser utilizado pelos neurônios. O lactato é o substrato preferencial do SN in vitro. O músculo esquelético pode consumir tanto glicose como corpos cetônicos e ácidos graxos; o consumo preferencial de um deles depende apenas da intensidade da atividade física. A Desidroepiandrosterona (DHEA) é um hormônio esteróide relacionado ao aumento da sensibilidade periférica à insulina e melhora da captação de glicose, atuando sobre músculo esquelético, fígado e tecido adiposo, principalmente. A DHEA é sintetizada e atua no SN, sendo chamada de neuroesteróide.Ela é capaz de regular a síntese de IGF-1 de maneira tecido-específica, além de possuir efeitos apoptóticos/ antiproliferativos ou protetores, dependendo da dose utilizada. A presença de substrato oxidável no meio de incubação inibe seus efeitos anti-proliferativos. Também atua em receptores de membrana (GABAA, NMDA), na liberação de neurotransmissores (acetilcolina, glutamato) e inibindo enzimas da cadeia respiratória. Foram determinadas as diferenças basais na captação e oxidação de glicose na presença de lactato entre as diferentes estruturas do SN (córtex cerebral, hipocampo, cerebelo, hipotálamo e bulbo olfatório), e também a influência da DHEA (10-8 ou 10-12M) sobre a captação e oxidação de glicose nestas estruturas (na presença e ausência de lactato) e sobre o músculo esquelético. A presença de lactato estimulou a captação de glicose (2-14C-DG) no hipotálamo e bulbo, inibiu no córtex e cerebelo e não exerceu efeito no hipocampo. A oxidação de 14C-glicose em córtex e hipotálamo, na presença de lactato, foi 6,6 vezes menor quando comparada à oxidação de 14C-lactato. A DHEA não exerceu efeito sobre a captação de glicose em cerebelo, hipocampo e hipotálamo. No córtexcerebral DHEA 10-8M aumentou a captação na presença de lactato e, no bulbo olfatório, a mesma dose elevou a captação de glicose, porém na ausência de lactato. No músculo, DHEA 10-8M inibiu a captação de glicose. DHEA não exerceu efeito significativo sobre a oxidação das diferentes estruturas do SN. No hipotálamo e bulbo olfatório o lactato estimulou a captação de 2-14C-DG; talvez nestas estruturas as necessidades metabólicas sejam essencialmente supridas pela glicose. O córtex cerebral e o cerebelo parecem utilizar principalmente lactato como substrato. O hipocampo foi mais sensível à utilização da glicose do que ao lactato. A DHEA não exerceu efeito sobre cerebelo, hipocampo e hipotálamo, possivelmente porque esse neuroesteróide não é metabolizado a outros esteróides de maneira efetiva ou então a esteróides que não atuam sobre a captação de glicose. No córtex cerebral a DHEA pode estimular a liberação de glutamato in vitro e, assim, estimular a captação de 2- 14C-DG principalmente por astrócitos, mesmo na presença de lactato.No bulbo olfatório, a presença de lactato pode suprir as necessidades do tecido, porém a DHEA, que inibe a glicose-6-fosfato desidrogenase (enzima expressa em grandes concentrações neste local), pode aumentar a captação de 2-14C-DG na ausência de substrato oxidativo. No músculo esquelético, a DHEA em baixas concentrações talvez iniba a captação de glicose atuando sobre proteínas da cascata de sinalização da insulina, mesmo não atuando na oxidação. / The glucose is the main energetic substrate in the brain. Most of it is oxidized generating 38 ATPs, carbon dioxide (CO2) and water. There are differences between regions Nervous System (NS) in the glucose uptake and in the expression of metabolic enzymes. Evidences show that astrocytes uptake this substrate, synthesize lactate from it, and release this substrate for neurons metabolism. The lactate is the preferential substrate of NS in vitro. The skeletal muscle may consume glucose and fatty acids, the preferential consumption depends on the intensity of physical activity. The Desidroepiandrosterona (DHEA) is a sexual hormone related to increased peripheral sensitivity to insulin and improves the glucose uptake, acting on skeletal muscle, liver and adipose tissue. The DHEA is synthesized and acts on the NS and is called neurosteroid. It is able to regulate the IGF-1 synthesis a tissuespecific way, and have apoptotic effects / anti-proliferative or protective, depending on the dose used. The presence of oxidative substrate in incubation medium, inhibits their antiproliferative effects. It also acts on membrane receptors (GABAA, NMDA), the release of neurotransmitter (acetylcholine, glutamate) and inhibiting enzymes of respiratory chain. It was investigated the differences in the basal uptake and oxidation of glucose in the presence of lactate between the different structures of NS (cerebral cortex, hippocampus, cerebellum, hypothalamus and olfactory bulb), and also the influence of DHEA (10-8 or 10-12 M) on these structures (in the presence and absence of lactate) and the skeletal muscle. The glucose is the main energetic substrate in the brain. Most of it is oxidized generating 38 ATPs, carbon dioxide (CO2) and water. There are differences between regions Nervous System (NS) in the glucose uptake and in the expression of metabolic enzymes. Evidences show that astrocytes uptake this substrate, synthesize lactate from it, and release this substrate for neurons metabolism. The lactate is the preferential substrate of NS in vitro. The skeletal muscle may consume glucose and fatty acids, the preferential consumption depends on the intensity of physical activity. The Desidroepiandrosterona (DHEA) is a sexual hormone related to increased peripheral sensitivity to insulin and improves the glucose uptake, acting on skeletal muscle, liver and adipose tissue. The DHEA is synthesized and acts on the NS and is called neurosteroid. It is able to regulate the IGF-1 synthesis a tissuespecific way, and have apoptotic effects / anti-proliferative or protective, depending on the dose used. The presence of oxidative substrate in incubation medium, inhibits their antiproliferative effects. It also acts on membrane receptors (GABAA, NMDA), the release of neurotransmitter (acetylcholine, glutamate) and inhibiting enzymes of respiratory chain. It was investigated the differences in the basal uptake and oxidation of glucose in the presence of lactate between the different structures of NS (cerebral cortex, hippocampus, cerebellum, hypothalamus and olfactory bulb), and also the influence of DHEA (10-8 or 10-12 M) on these structures (in the presence and absence of lactate) and the skeletal muscle. The presence of lactate stimulated glucose uptake (2-14C-DG) in the hypothalamus and bulb, inhibited in the cortex and cerebellum and had no effect in the hippocampus. The 14C-glucose oxidation in cortex and hypothalamus, in the presence of lactate, was 6.6 times lower when compared to the 14C-lactate oxidation. The DHEA had no effect on cerebellum, hippocampus and hypothalamus. In the cortex DHEA 10-8 M increased the uptake in the presence of lactate,and in the olfactory bulb, the same dose increased the glucose uptake, but in the absence of lactate. DHEA 10-8 M inhibited the glucose uptake in muscle. DHEA has not effect on the oxidation of the several structures of NS. In the hypothalamus and the olfactory bulb lactate stimulated uptake of 2-14C-DG; perhaps in these structures the metabolic supply are done mainly by glucose. The cortex and cerebellum seem to use mainly lactate as substrate. The hippocampus, according evidence was more sensitive to the use of glucose than lactate. The DHEA had no effect on cerebellum, hippocampus and hypothalamus, possibly because this neurosteroid is not metabolized into other steroids or the steroids that do not act on the uptake of glucose. In the cerebral cortex DHEA can stimulate the release of glutamate in vitro and thereby stimulate the uptake of 2-14C-DG by astrocytes, even in the presence of lactate. In olfactory bulb, the presence of lactate can supply the needs of the tissue, but the DHEA, which inhibits glucose-6-phosphate dehydrogenase (enzyme expressed in high concentrations on this site), soon may increase the 2-14C-DG uptake in absence of oxidative substrate. In muscle, DHEA in low concentrations may inhibit the glucose uptake acting on proteins in the signalling cascade of insulin, and not acting in oxidation.