390 resultados para PI3K


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The TSC2 gene, mutated in patients with tuberous sclerosis complex (TSC), encodes a 200 kDa protein TSC2 (tuberin). The importance of TSC2 in the regulation of cell growth and proliferation is irrefutable. TSC2 in complex with TSC1 negatively regulates the mTOR complex 1 (mTORC1) via RHEB in the PI3K-AKT-mTOR pathway and in turn regulates cell proliferation. It shows nuclear as well as cytoplasmic localization. However, its nuclear function remains elusive. In order to identify the nuclear function of TSC2, a whole-genome expression profiling of TSC2 overexpressing cells was performed, and the results showed differential regulation of 266 genes. Interestingly, transcription was found to be the most populated functional category. EREG (Epiregulin), a member of the epidermal growth factor family, was found to be the most downregulated gene in the microarray analysis. Previous reports have documented elevated levels of EREG in TSC lesions, making its regulatory aspects intriguing. Using the luciferase reporter, ChIP and EMSA techniques, we show that TSC2 binds to the EREG promoter between -352 bp and -303 bp and negatively regulates its expression. This is the first evidence for the role of TSC2 as a transcription factor and of TSC2 binding to the promoter of any gene.

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Statins are known to modulate cell surface cholesterol (CSC) and AMP-activated protein kinase (AMPK) in nonneural cells; however no study demonstrates whether CSC and AMPK may regulate simvastatin induced neuritogenesis (SIN). We found that simvastatin (SIM) maintains CSC as shown by Fillipin III staining, Flotillin-2 protein expression / localization and phosphorylation of various receptor tyrosine kinases (RTKs) in the plasma membrane. Modulation of CSC revealed that SIN is critically dependent on this CSC. Simultaneously, phospho array for mitogen activated protein kinases (MAPKs) revealed PI3K / Akt as intracellular pathway which modulates lipid pathway by inhibiting AMPK activation. Though, SIM led to a transient increase in AMPK phosphorylation followed by a sudden decline; the effect was independent of PI3K. Strikingly, AMPK phosphorylation was regulated by protein phosphatase 2A (PP2A) activity which was enhanced upon SIM treatment as evidenced by increase in threonine phosphorylation. Moreover, it was observed that addition of AMP analogue and PP2A inhibitor inhibited SIN. Biocomposition of neurites shows that lipids form a major part of neurites and AMPK is known to regulate lipid metabolism majorly through acetyl CoA carboxylase (ACC). AMPK activity is negative regulator of ACC activity and we found that phosphorylation of ACC started to decrease after 6 hrs which becomes more pronounced at 12 hrs. Addition of ACC inhibitor showed that SIN is dependent on ACC activity. Simultaneously, addition of Fatty acid synthase (FAS) inhibitor confirmed that endogenous lipid pathway is important for SIN. We further investigated SREBP-1 pathway activation which controls ACC and FAS at transcriptional level. However, SIM did not affect SREBP-1 processing and transcription of its target genes likes ACC1 and FAS. In conclusion, this study highlights a distinct role of CSC and ACC in SIN which might have implication in process of neuronal differentiation induced by other agents.

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Glioblastoma (grade IV glioma/GBM) is the most common primary adult malignant brain tumor with poor prognosis. To characterize molecular determinants of tumor-stroma interaction in GBM, we profiled 48 serum cytokines and identified macrophage colony-stimulating factor (MCSF) as one of the elevated cytokines in sera from GBM patients. Both MCSF transcript and protein were up-regulated in GBM tissue samples through a spleen tyrosine kinase (SYK)-dependent activation of the PI3K-NF kappa B pathway. Ectopic overexpression and silencing experiments revealed that glioma-secreted MCSF has no role in autocrine functions and M2 polarization of macrophages. In contrast, silencing expression of MCSF in glioma cells prevented tube formation of human umbilical vein endothelial cells elicited by the supernatant from monocytes/microglial cells treated with conditioned medium from glioma cells. Quantitative proteomics based on stable isotope labeling by amino acids in cell culture showed that glioma-derived MCSF induces changes in microglial secretome and identified insulin-like growth factor-binding protein 1 (IGFBP1) as one of the MCSF-regulated proteins secreted by microglia. Silencing IGFBP1 expression in microglial cells or its neutralization by an antibody reduced the ability of supernatants derived from microglial cells treated with glioma cell-conditioned medium to induce angiogenesis. In conclusion, this study shows up-regulation of MCSF in GBM via a SYK-PI3K-NF kappa B-dependent mechanism and identifies IGFBP1 released by microglial cells as a novel mediator of MCSF-induced angiogenesis, of potential interest for developing targeted therapy to prevent GBM progression.

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Specific and coordinated regulation of innate immune receptor-driven signaling networks often determines the net outcome of the immune responses. Here, we investigated the cross-regulation of toll-like receptor (TLR)2 and nucleotide-binding oligomerization domain (NOD)2 pathways mediated by Ac2PIM, a tetra-acylated form of mycobacterial cell wall component and muramyl dipeptide (MDP), a peptidoglycan derivative respectively. While Ac2PIM treatment of macrophages compromised their ability to induce NOD2-dependent immunomodulators like cyclooxygenase (COX)-2, suppressor of cytokine signaling (SOCS)-3, and matrix metalloproteinase (MMP)-9, no change in the NOD2-responsive NO, TNF-alpha, VEGF-A, and IL-12 levels was observed. Further, genome-wide microRNA expression profiling identified Ac2PIM-responsive miR-150 and miR-143 to target NOD2 signaling adaptors, RIP2 and TAK1, respectively. Interestingly, Ac2PIM was found to activate the SRC-FAK-PYK2-CREB cascade via TLR2 to recruit CBP/P300 at the promoters of miR-150 and miR-143 and epigenetically induce their expression. Loss-of-function studies utilizing specific miRNA inhibitors establish that Ac2PIM, via the miRNAs, abrogate NOD2-induced PI3K-PKC delta-MAPK pathway to suppress beta-catenin-mediated expression of COX-2, SOCS-3, and MMP-9. Our investigation has thus underscored the negative regulatory role of Ac2PIM-TLR2 signaling on NOD2 pathway which could broaden our understanding on vaccine potential or adjuvant utilities of Ac2PIM and/or MDP.

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Metastasis is clinically the most challenging and lethal aspect of breast cancer. While animal-based xenograft models are expensive and time-consuming, conventional two-dimensional (2D) cell culture systems fail to mimic in vivo signaling. In this study we have developed a three-dimensional (3D) scaffold system that better mimics the topography and mechanical properties of the breast tumor, thus recreating the tumor microenvironment in vitro to study breast cancer metastasis. Porous poly(e-caprolactone) (PCL) scaffolds of modulus 7.0 +/- 0.5 kPa, comparable to that of breast tumor tissue were fabricated, on which MDA-MB-231 cells proliferated forming tumoroids. A comparative gene expression analysis revealed that cells growing in the scaffolds expressed increased levels of genes implicated in the three major events of metastasis, viz., initiation, progression, and the site-specific colonization compared to cells grown in conventional 2D tissue culture polystyrene (TCPS) dishes. The cells cultured in scaffolds showed increased invasiveness and sphere efficiency in vitro and increased lung metastasis in vivo. A global gene expression analysis revealed a significant increase in the expression of genes involved in cell cell and cell matrix interactions and tissue remodeling, cancer inflammation, and the PI3K/Akt, Wnt, NF-kappaB, and HIFI signaling pathways all of which are implicated in metastasis. Thus, culturing breast cancer cells in 3D scaffolds that mimic the in vivo tumor-like microenvironment enhances their metastatic potential. This system could serve as a comprehensive in vitro model to investigate the manifold mechanisms of breast cancer metastasis.

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Emerging data on cancer suggesting that target-based therapy is promising strategy in cancer treatment. PI3K-AKT pathway is extensively studied in many cancers; several inhibitors target this pathway in different levels. Recent finding on this pathway uncovered the therapeutic applications of PI3K-specific inhibitors; PI3K, AKT, and mTORC broad spectrum inhibitors. Noticeably, class I PI3K isoforms, p110 and p110 catalytic subunits have rational therapeutic application than other isoforms. Therefore, three classes of inhibitors: isoform-specific, dual-specific and broad spectrum were selected for molecular docking and dynamics. First, p110 structure was modelled; active site was analyzed. Then, molecular docking of each class of inhibitors were studied; the docked complexes were further used in 1.2ns molecular dynamics simulation to report the potency of each class of inhibitor. Remarkably, both the studies retained the similar kind of protein ligand interactions. GDC-0941, XL-147 (broad spectrum); TG100-115 (dual-specific); and AS-252424, PIK-294 (isoform-specific) were found to be potential inhibitors of p110 and p110, respectively. In addition to that pharmacokinetic properties are within recommended ranges. Finally, molecular phylogeny revealed that p110 and p110 are evolutionarily divergent; they probably need separate strategies for drug development.

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1-42 beta-Amyloid (A beta(1-42)) peptide is a key molecule involved in the development of Alzheimer's disease. Some of its effects are manifested at the neuronal morphological level. These morphological changes involve loss of neurites due to cytoskeleton alterations. However, the mechanism of A beta(1-42) peptide activation of the neurodegenerative program is still poorly understood. Here, A beta(1-42) peptide-induced transduction of cellular death signals through the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/phosphoinositol- dependent kinase (PDK)/novel protein kinase C (nPKC)/Rac 1 axis is described. Furthermore, pharmacological inhibition of PDK1 and nPKC activities blocks Rac 1 activation and neuronal cell death. Our results provide insights into an unsuspected connection between PDK1, nPKCs and Rac 1 in the same signal-transduction pathway and points out nPKCs and Rac 1 as potential therapeutic targets to block the toxic effects of A beta(1-42) peptide in neurons.

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A grelina é um ligante endógeno do receptor secretagogo do hormônio do crescimento (GHSR), potente estimulador da liberação do hormônio de crescimento (GH), ingestão alimentar, e adiposidade. Além disso, sua ação hormonal inclui regulação do metabolismo energético cardíaco. Entretanto, a hipernutrição no início da vida leva ao desenvolvimento da obesidade, induz hipertrofia cardíaca, compromete a função cardíaca, e gera insuficiência cardíaca na vida adulta. Avaliar proteínas chaves no processo de sinalização da grelina no remodelamento cardíaco no coração de camundongos obesos após a hipernutrição na lactação. A obesidade foi induzida por redução de ninhada e camundongos adultos (180 dias) foram divididos em: grupo hiperalimentado, GH com obesidade decorrente de hipernutrição na lactação e controle, GC. Cardiomiócitos (cmi) do ventrículo esquerdo foram analisados por microscopia de luz e estereologia, o conteúdo e fosforilação de proteínas cardíacas: receptor de grelina (hormônio do crescimento secretagogo receptor 1a, GHSR-1a), proteína quinase-B (AKT e pAKT), phosphatidil inositol 3-quinase (PI3K), proteína quinase ativada por AMP (AMPK e pAMPK), m-TOR, pmTOR, Bax, Bcl2 e actina foram analizados por western blotting. A expressão gênica do GHSR-1a foi analisada por PCR em tempo real. A respirometria de alta resolução dos cardiomiócitos foi analisada por oxígrafo OROBOROS. Significância estatística (P< 0,05) determinada por teste t-Student não-pareado. Nossos dados demonstram que a hipernutrição na lactação induz aumento no peso corporal, iniciado aos 10 dias de idade, persistindo até os 180 dias de idade. A glicemia, peso do fígado, e da gordura visceral foram maiores no grupo GH. Além disso, o grupo GH também apresentou aumento no peso do coração e razão peso do coração/CT (comprimento da tíbia), indicando hipertrofia e remodelamento cardíaco, aumento na expressão e conteúdo de GHSR-1a no coração, associado ao maior conteúdo de PI3K e maior conteúdo e fosforilação de AKT, diminuição no conteúdo de Bcl2. Em contraste, o conteúdo e fosforilação da AMPK e mTOR no coração não foram diferentes entre os grupos. Os níveis de grelina plasmático no GH foram menores. A respiração do GH com grelina foi menor que no GC com grelina. A incubação das fibras cardíacas com grelina resultou em aumento do fluxo respiratório após adição de citocromo c nos grupos com grelina, indicando dano à membrana mitocondrial e extravazamento de citocromo c. Os grupos GC com grelina e GH sem grelina apresentaram RCR menor comparado ao GC sem grelina, indicando desacoplamento mitocondrial. Nossos resultados mostram que a hipernutrição na lactação induz diminuição do nível de grelina plasmática e aumento da expressão do GHS-R1a no cardiomiócito do animal quando adulto. Tal processo determina aumento da sensibilidade a grelina no coração, processo que ocorre independentemente de variações do AMPK e mTOR. Sugerimos uma redução no efeito protetor da ação da grelina na AMPK. Também, demonstramos que o remodelamento do miocárdio nestes animais adultos associa-se a GHSR-1a, PI3K, e fosforilação da AKT, mas não com AMPK e mTOR na vida adulta.

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240 p. + anexos

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A obesidade é um dos maiores problemas de saúde pública que cresce em todo o mundo, resultante de um desequilíbrio entre ingestão alimentar e gasto energético. O aumento da adiposidade leva ao desenvolvimento de alterações funcionais. Pode-se dizer que a obesidade é o principal fator de risco para o desenvolvimento de doenças crônicas de maior prevalência como dislipidemias, doenças cardiovasculares e diabetes do tipo 2, acarretando na redução da qualidade e expectativa de vida. A Grelina é um hormônio sintetizado pelo estômago, que atua em diferentes tecidos através de um receptor específico (GHS-R1a), incluindo hipotálamo e tecido adiposo. A grelina tem uma ação direta sobre a regulação hipotalâmica da ingestão alimentar, induzindo um efeito orexígeno. Por outro lado, a grelina também modula o armazenamento de energia nos adipócitos. Esta dupla ação sugere que este hormônio pode atuar como uma ligação entre o sistema nervoso central e mecanismos periféricos. Portanto, considerando que a hiperalimentação neonatal induz obesidade na idade adulta por mecanismos desconhecidos, neste estudo foram pesquisados os efeitos da hiperalimentação no início da vida sobre o desenvolvimento da obesidade e, em particular, a sinalização da grelina no tecido adiposo em ratos jovens e adultos. Foram utilizados camundongos Swiss hiperalimentados através do modelo de redução da ninhada. Para induzir a hiperalimentação as ninhadas foram reduzidas a 3 filhotes machos por lactante no 30 dia de vida pós-natal. As ninhadas controles foram ajustadas em 9 filhotes por lactante. Foram avaliados parâmetros antropométricos como: massa corporal e massa do tecido adiposo visceral. A glicemia de jejum foi avaliada utilizando glicosímetro e fitas teste. A análise do conteúdo das proteínas envolvidas na via de sinalização da grelina foram detectadas pelo método de Western Blotting. Os grupos controle (C) e hiperalimentado (H) foram estudados aos 21 e 180 dias de vida. Os dados demonstram que a hipernutrição no início da vida induz um aumento significativo no peso corporal dos camundongos jovens, começando aos 10 dias, e este aumento de peso persistiu até à idade adulta (180 dias de idade). A glicemia e o peso da gordura visceral foram significativamente maiores no grupo hiperalimentado aos 21 e 180 dias, quando comparado com o grupo controle. Os níveis plasmáticos de grelina acilada apresentaram uma redução de 70% nos animais jovens e 49% adultos obesos. Além disso, no tecido adiposo branco, observamos um maior conteúdo (242%) do receptor de grelina (GHSR1a) nos animais hiperalimentados com 21 dias, e este aumento foi associado à modulação positiva do conteúdo e fosforilação de proteínas envolvidas no estoque e utilização de energia celular, tais como AKT, PI3K, AMPK, GLUT-4, e CPT1. No entanto, ao chegar à idade adulta os animais hiperalimentados não apresentaram diferença significativa no conteúdo de GHS-R1a e das proteínas AKT, PI3K, AMPK, GLUT-4, e CPT1. O conteúdo de PPARɣ foi menor no grupo obeso aos 21e 180 dias. Basicamente, mostramos que o metabolismo do tecido adiposo está alterado na obesidade adquirida no início da vida e, provavelmente, devido a essa modificação, ocorre um novo padrão da via de sinalização da grelina.

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Sphingolipids are major constituents of biological membranes of eukaryotic cells. Many studies have shown that sphingomyelin (SM) is a major phospholipid in cell bilayers and is mainly localized to the plasma membrane of cells, where it serves both as a building block for cell architecture and as a precursor of bioactive sphingolipids. In particular, upregulation of (C-type) sphingomyelinases will produce ceramide, which regulates many physiological functions including apoptosis, senescence, or cell differentiation. Interestingly, the venom of some arthropodes including spiders of the genus Loxosceles, or the toxins of some bacteria such as Corynebacterium tuberculosis, or Vibrio damsela possess high levels of D-type sphingomyelinase (SMase D). This enzyme catalyzes the hydrolysis of SM to yield ceramide 1-phosphate (C1P), which promotes cell growth and survival and is a potent pro-inflammatory agent in different cell types. In particular, C1P stimulates cytosolic phospholipase A2 leading to arachidonic acid release and the subsequent formation of eicosanoids, actions that are all associated to the promotion of inflammation. In addition, C1P potently stimulates macrophage migration, which has also been associated to inflammatory responses. Interestingly, this action required the interaction of C1P with a specific plasma membrane receptor, whereas accumulation of intracellular C1P failed to stimulate chemotaxis. The C1P receptor is coupled to Gi proteins and activates of the PI3K/Akt and MEK/ERK1-2 pathways upon ligation with C1P. The proposed review will address novel aspects on the control of inflammatory responses by C1P and will highlight the molecular mechanisms whereby C1P exerts these actions.

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O câncer colorretal (CCR) é o terceiro tipo de câncer mais incidente no mundo para o sexo masculino, o segundo para o sexo feminino e a radioterapia é um dos tratamentos de primeira linha no combate a este tipo de câncer. Durante a progressão do CCR as células sofrem alterações morfogenéticas, sendo a desorganização do complexo juncional apical (CJA) um dos eventos iniciais desse processo. As junções oclusivas (JTs) são um dos principais componentes da CJA e desempenham papel importante no controle do fluxo paracelular, na determinação da polaridade celular e na transdução de sinais relacionados com a progressão tumoral. As claudinas são proteínas transmembrana, constituintes das JTs e cumprem um importante papel no controle desses eventos. Alterações na expressão das claudinas são observadas em tumores de diferentes órgãos e têm sido relacionadas com a progressão tumoral. No entanto os mecanismos que regulam essas alterações e sua consequência na progressão do CCR são poucos conhecidos. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da superexpressão da claudina-3 na radiorresposta de células CCR. Nossos resultados mostraram que a superexpressão de claudina-3 minimiza alterações morfológicas causadas pela radiação, causa diminuição da resistência elétrica transepitelial e não tem efeito na permeabilidade a macromoléculas após a irradiação. Além disso, observamos que a superexpressão de claudina-3 aumenta o potencial proliferativo das células e que esta característica torna as células mais sensíveis a radiação. Porém quando avaliamos eventos celulares relacionados a progressão tumoral observamos que apesar da radiação diminuir a capacidade migratória das progênies, as células que superexpressam claudina-3 apresentam migração mais elevada. Além disso, verificamos que a superexpressão de claudina-3 diminui a invasão e a capacidade de formação de colônias frente ao tratamento com a radiação. Em seguida fomos avaliar o efeito da inibição das vias de proliferação (MEK/ERK) e sobrevivência (PI3K-Akt) na resposta das células que superexpressam claudina-3 frente a radiação. Observamos que a inibição de MEK é capaz de sensibilizar as células que superexpressam claudina-3 à radiação no ensaio de proliferação celular, no entanto a inibição de MEK e PI3K antes da exposição à radiação é capaz aumentar a migração e a capacidade de formação de colônias de células que superexpressam claudina-3 contribuindo para o aumento do potencial maligno. Em conjunto nossos resultados mostram que a superexpressão de claudina-3 contribui para um fenótipo mais maligno, no entanto frente ao tratamento com a radiação é capaz de sensibilizar as células.

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Estudos demostram que a hiperalimentação no período pós-natal causa obesidade, alterações cardiometabólicas e resistência à insulina em longo prazo. O objetivo do estudo foi investigar as consequências da hiperalimentação na lactação nos corações de camundongos filhotes e adultos ao longo do desenvolvimento. Para induzir a hiperalimentação na lactação, o tamanho da ninhada foi reduzida a 3 filhotes machos no terceiro dia, grupo hiperalimentado (GH). O grupo controle (GC) permaneceu com 9 filhotes da lactação ao desmame. Avaliamos a massa corporal, gordura epididimária e retroperitoneal, morfologia hepática e cardíaca, ultraestrutura dos cardiomiócitos, peso do PVE/CT, glicemia de jejum, triglicerídeos, colesterol total, insulina plasmática e HOMA-IR. Analisamos o consumo de oxigênio das fibras cardíacas através da respirometria de alta resolução, atividade enzimática da PDH, CS e LDH no coração e glicogênio hepático. Biologia molecular, através das proteínas: IRβ, IRS1, pIRS1, PTP1B, PI3K, Akt, pAkt, GLUT1, GLUT4, AMPKα, pAMPKα, HKII, CPT1, UCP2, FABPm, CD36, PGC-1α, PPARα, 4HNE, complexos da CTE (I, II, III, IV e V), α-tubulina, GP91 e VADC. Diferenças entre os grupos analisadas por Two-Way ANOVA, com significância p<0,05. O GH apresentou aumento da massa corporal, gordura epididimária, retroperitoneal e colesterol total em todas as idades; glicemia de jejum, insulina, índice de HOMA-IR e triglicerídeos aos 21 e 90 dias. Aumento do índice de Lee aos 60 e 90 dias. GH apresentou diminuição: do IRβ e GLUT4 aos 21 e 60 dias; aumento do IRβ aos 90 dias; aumento do IRS1, PTP1B, aos 21 e 90 dias e da AKT, pAMPK/AMPK e GLUT1 aos 21 dias; diminuição da pIRS1/IRS1, PI3K, pAKT/AKT aos 21 e 90 dias; diminuição da HKII aos 21 dias e aumento aos 60 e 90 dias; aumento da PDH aos 90 dias; aumento da LDH aos 21 dias e redução aos 60 dias; aumento da CS aos 21 dias e diminuição aos 60 e 90 dias; aumento da oxidação de carboidratos aos 21 dias e redução aos 90 dias; diminuição na oxidação de ácidos graxos aos 60 e 90 dias. Adicionalmente, aumento do desacoplamento mitocondrial entre a fosforilação oxidativa e a síntese de ATP aos 60 e 90 dias. Diminuição da CPT1 e aumento da UCP2 aos 21 e 90 dias. Diminuição da PGC-1α aos 60 e 90 dias; da FABPm e CD36 em todas idades. Aumento da 4HNE aos 21 e diminuição aos 90 dias. Diminuição na expressão do mRNA para CPT1 aos 21, 60 dias. Diminuição na expressão do mRNA para PPARα e aumento na expressão do mRNA para UCP2 aos 21 dias; diminuição na expressão do mRNA para UCP2 ao 60 dias. Alterações morfológicas cardíacas e hepáticas, assim como na ultraestrutura dos cardiomiócitos, em todas as idades, maior conteúdo de glicogênio hepático aos 21 e 90 dias. Concluímos que a hiperalimentação na lactação levou à obesidade, com aumento da oxidação de glicose, alterações no metabolismo energético associadas à diminuição da sensibilidade à insulina, redução da capacidade oxidativa mitocondrial, levando ao desacoplamento e alteração da morfologia e ultraestrutura dos cardiomiócitos do desmame até a idade adulta.