Palmitate increases superoxide production through mitochondrial electron transport chain and NADPH oxidase activity in skeletal muscle cells

The effect of unbound palmitic acid (PA) at plasma physiological concentration range on reactive oxygen species (ROS) production by cultured rat skeletal muscle cells was investigated. The participation of the main sites of ROS production was also examined. Production of ROS was evaluated by cytochrome c reduction and dihydroethidium oxidation assays. PA increased ROS production after 1 h incubation. A xanthine oxidase inhibitor did not change PA-induced ROS production. However, the treatment with a mitochondrial uncoupler and mitochondrial complex III inhibitor decreased superoxide production induced by PA. The importance of mitochondria was also evaluated in 1 h incubated rat soleus and extensor digitorum longus (EDL) muscles. Soleus muscle, which has a greater number of mitochondria than EDL, showed a higher superoxide production induced by PA. These results indicate that mitochondrial electron transport chain is an important contributor for superoxide formation induced by PA in skeletal muscle. Results obtained with etomoxir and bromopalmitate treatment indicate that PA has to be oxidized to raise ROS production. A partial inhibition of superoxide formation induced by PA was observed by treatment with diphenylene iodonium, an inhibitor of NADPH oxidase. The participation of this enzyme complex was confirmed through an increase of p47(phox) phosphorylation after treatment with PA.

beta-ADRENERGIC ACTIVITY PRESERVES GLUT4 PROTEIN IN GLYCOLYTIC FIBERS IN FASTING

Glucose transporter 4 (GLUT4) expression in adipose tissue decreases during fasting. In skeletal muscle, we hypothesized that GLUT4 expression might be maintained in a beta-adrenergic-dependent way to ensure energy disposal for contractile function. Herein we investigate beta-blockade or beta-stimulation effects on GLUT4 expression in oxidative (soleus) and glycolytic [extensor digitorum longus (EDL)] muscles of fasted rats. Fasting increased GLUT4 mRNA in soleus (24%) and EDL (40%) but the protein content increased only in soleus (30%). beta 1-beta 2-, and beta 1-beta 2-beta 3-blockade decreased (20-30%) GLUT4 mRNA content in both muscles, although GLUT4 protein decreased only in EDL. When mRNA and GLUT4 protein regulations were discrepant, changes in the mRNA poly(A) tail length were detected, indicating a posttranscriptional modulation of gene expression. These results show that beta-adrenergic activity regulates GLUT4 gene expression in skeletal muscle during fasting, highlighting its participation in preservation of GLUT4 protein in glycolytic muscle. Muscle Nerve 40: 847-854, 2009

Acute exhaustive exercise regulates IL-2, IL-4 and MyoD in skeletal muscle but not adipose tissue in rats

Background: The purpose of this study was to evaluate the effect of exhaustive exercise on proteins associated with muscle damage and regeneration, including IL-2, IL-4 and MyoD, in extensor digitorum longus (EDL) and soleus muscles and mesenteric (MEAT) and retroperitoneal adipose tissues (RPAT). Methods: Rats were killed by decapitation immediately (E0 group, n = 6), 2 (E2 group, n = 6) or 6 (E6 group, n = 6) hours after the exhaustion protocol, which consisted of running on a treadmill at approximately 70% of VO(2max) for fifty minutes and then at an elevated rate that increased at one m/min every minute, until exhaustion. Results: The control group (C group, n = 6) was not subjected to exercise. IL-2 protein expression increased at E0 in the soleus and EDL; at E2, this cytokine returned to control levels in both tissues. In the soleus, IL-2 protein expression was lower than that in the control at E6. IL-4 protein levels increased in EDL at E6, but the opposite result was observed in the soleus. MyoD expression increased at E6 in EDL. Conclusion: Exhaustive exercise was unable to modify IL-2 and IL-4 levels in MEAT and RPAT. The results show that exhaustive exercise has different effects depending on which muscle is analysed.

Relative contribution of pre- and post-synaptic effects to the neostigmine-induced recovery of neuromuscular transmission blocked by vecuronium

The relative contribution of the pre- and post-synaptic effects to the neostigmine-induced recovery of neuromuscular transmission blocked by vecuronium was studied. A conjunction of myographical and electrophysiological techniques was employed. The preparation was the sciatic nerve-extensor digitorum longus muscle of the rat, in vitro. The physiological variables recorded were nerve-evoked twitches (generated at 0.1 Hz), tetanic contractions (generated at 50 Hz) and end-plate potentials (epps), generated in trains of 50 Hz. The epps were analyzed in: amplitude of first epp in the train; mean amplitude of the 30th to the 59th epp in the train (epps-plateau); half-decay time of the epp; early tetanic rundown of epps in the train; plateau tetanic rundown of epps in the train; quantal content of the epps and quantal size. In myographical experiments, a concentration of vecuronium was found (0.8 mu m) that affected both twitches and tetanic contractions and a concentration of neostigmine was found (0.048 mu m) that completely restored the twitch affected by vecuronium. The cellular effects of vecuronium and neostigmine, studied alone or in association, in the above-mentioned concentrations, were scrutinized by means of electrophysiological techniques. These showed that vecuronium alone decreased the peak amplitude, the quantal content of epps and the quantal size and reinforced the tetanic rundown of epps. Neostigmine alone increased the peak amplitude, the quantal content and the half-decay time of the epps. When employed in the presence of vecuronium, neostigmine increased both the quantal content of the epps (via a presynaptic effect) and the half-decay time of the epps (via a postsynaptic effect). Seeing the pre- and the post-synaptic effects of neostigmine were of similar magnitude, they permit to conclude that both these effects contributed significantly to the restoration by neostigmine of the neuromuscular transmission blocked by vecuronium.

Differential effects of neuromuscular blockers on twitches and tetani in the isolated rat muscle: a multiple comparison study using simultaneous confidence intervals

In the present work a comparative quantitative evaluation of the differential effects of neuromuscular blockers on twitches and tetani was performed, encompassing: atracurium, cisatracurium, mivacurium, pancuronium, rocuronium and vecuronium. The sciatic nerve-extensor digitorum longus muscle of the rat was used, in vitro. Twitches were evoked at 0.1 Hz and tetani at 50 Hz. The differential effects of the studied compounds on twitches and tetani were statistically compared using simultaneous confidence intervals for the ratios between mean IC(50) for the block of twitches and mean IC(50) for the block of tetani. The results of ratios of mean IC(50) together with their corresponding 95% simultaneous confidence intervals were: vecuronium: 2.5 (1.8-3.5); mivacurium: 3.8 (3.0-4.9); pancuronium: 3.9 (2.0-7.6); rocuronium: 6.1 (3.8-9.9); atracurium: 9.0 (6.4-12.6); cisatracurium: 13.1 (6.0-28.4). Using the criteria that neuromuscular blockers displaying disjunct confidence intervals for the ratios of mean IC(50) differ statistically with regard to differential effects on twitches and tetani, significant differences in ratios of IC(50) were detected in the following cases: vecuronium vs. rocuronium, vs. atracurium and vs. cisatracurium and mivacurium vs: cisatracurium and vs. atracurium. The results show that the magnitude of the differential effects of neuromuscular blockers on twitches and tetani, as evaluated in the present work in the form of ratios of mean IC(50), does not depend on the chemical structure (comparing steroidal and isoquinolinic compounds), but seems to depend on differential pre- and post-synaptic effects of the compounds. It is also suggested that the greater the ability of a compound to block twitches and tetani in a differential manner, the safer is the compound from the clinical anesthesiology viewpoint.

Chronic exercise decreases cytokine production in healthy rat skeletal muscle

Skeletal muscle is the source of pro- and anti-inflammatory cytokines, and recently, it has been recognized as an important source of interleukin-6 (IL-6). Acute physical exercise is known to induce a pro-inflammatory cytokine profile in the plasma. However, the effect of chronic physical exercise in the production of pro- and anti-inflammatory cytokines by the skeletal muscle has never been examined. We assessed IL-6, TNF-alpha, IL-1 beta and IL-10 levels in the skeletal muscle of rats submitted to endurance training. Animals were randomly assigned to either a Sedentary group (S, n = 7) or an endurance exercise trained group (T, n = 8). Trained rats ran on a treadmill for 5 days week(-1) for 8 weeks (60% VO(2max)). Detection of IL-6, TNF-alpha, IL-1 beta and IL-10 protein expression was carried out by ELISA. We found decreased expression of IL-1 beta, IL-6, TNF-alpha and IL-10 (28%, 27%. 32% and 37%, respectively, p < 0.05) in the extensor digital longus (EDL) from T, when compared with S. In the soleus, IL-1 beta, TNF-alpha and IL-10 protein levels were similarly decreased (34%, 42% and 50%, respectively, p < 0.05) in T in relation to S, while IL-6 expression was not affected by the training protocol. In conclusion, exercise training induced decreased cytokine protein expression in the skeletal muscle. These data show that in healthy rats, 8-week moderate-intensity aerobic training down regulates skeletal muscle production of cytokines involved in the onset, maintenance and regulation of inflammation, and that the response is heterogeneous according to fibre composition. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

Differences in muscle activity during hand dexterity tasks between women with arthritis and a healthy reference group

Background. Impaired hand function is common in patients with arthritis and it affects performance of daily activities; thus, hand exercises are recommended. There is little information on the extent to which the disease affects activation of the flexor and extensor muscles during these hand-dexterity tasks. The purpose of this study was to compare muscle activation during such tasks in subjects with arthritis and in a healthy reference group. Methods. Muscle activation was measured in m. extensor digitorium communis (EDC) and in m. flexor carpi radialis (FCR) with surface electromyography (EMG) in women with rheumatoid arthritis (RA, n = 20), hand osteoarthritis (HOA, n = 16) and in a healthy reference group (n = 20) during the performance of four daily activity tasks and four hand exercises. Maximal voluntary isometric contraction (MVIC) was measured to enable intermuscular comparisons, and muscle activation is presented as %MVIC. Results. The arthritis group used a higher %MVIC than the reference group in both FCR and EDC when cutting with a pair of scissors, pulling up a zipper and—for the EDC—also when writing with a pen and using a key (p < 0.02). The exercise “rolling dough with flat hands” required the lowest %MVIC and may be less effective in improving muscle strength. Conclusions. Women with arthritis tend to use higher levels of muscle activation in daily tasks than healthy women, and wrist extensors and flexors appear to be equally affected. It is important that hand training programs reflect real-life situations and focus also on extensor strength.

Avaliação de metais na água, no sedimento e nos peixes da lagoa Azul, formada por lavra de mineração de carvão a céu aberto, Siderópolis-SC

Entre maio de 2001 e janeiro de 2002, foram realizadas coletas sazonais na lagoa Azul, Siderópolis, SC. Esta lagoa formou-se por lavra de mineração de carvão a céu aberto desativada. Foram avaliadas as concentrações de Cr, Mn, Ni, Zn e Fe na água e no sedimento. Estes metais, exceto o Fe, foram também analisados no músculo e no fígado das espécies dos peixes Oreochromis niloticus (tilápia) e Geophagus brasiliensis (acará). O objetivo foi avaliar a qualidade da lagoa, bem como, das espécies de peixes predominantes, devido a preocupação quanto ao consumo potencial das mesmas pela população do entorno. As análises do sedimento, quando comparada a locais não contaminados, indicam concentração elevada para Fe, Mn, Cr e Zn. No compartimento água as concentrações de Fe, Mn e Ni estão acima do estabelecido para a classe 2 da Resolução CONAMA 20/86. Conforme análise estatística, em ambos os compartimentos abióticos ocorrem diferenças significativas entre os 4 pontos amostrados, porém diferença sazonal ocorre somente para o compartimento água. O conteúdo de metais em peixes não apresenta diferença significativa entre as espécies analisadas, todavia entre os diferentes tecidos analisados, o fígado apresentou a maior concentração em ambas as espécies. Através das análises do músculo (parte comestível), foi possível avaliar o risco à saúde humana. Segundo a estimativa da ingestão diária, os peixes analisados não propiciam risco aparente de contaminação à população do entorno, conforme os critérios adotados para o teor dos metais avaliados.

Emprego da técnica de eletrodiálise no tratamento de soluções aquosas contendo cádmio e cianeto

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a possibilidade de empregar a técnica de eletrodiálise para remoção e recuperação de cádmio e cianeto a partir de soluções aquosas simulando diluições da composição de um banho alcalino de cádmio à base de cianeto. Para isso, foram utilizadas células de eletrodiálise de bancada de diferentes configurações e dois tipos de membranas íon-seletivas, uma catiônica (NafionÒ 450) e uma aniônica (SelemionÒ AMV). Foram realizados ensaios em células de dois e três compartimentos para avaliar o comportamento do potencial total da célula e o potencial das membranas em função da corrente aplicada com soluções de diferentes concentrações. Através destes ensaios foi possível definir as concentrações das soluções e as densidades de corrente a serem utilizadas na célula de cinco compartimentos. Os ensaios na célula de cinco compartimentos foram realizados para avaliar a remoção e recuperação de cádmio e cianeto em diferentes tempos de ensaio, diferentes densidades de corrente, diferentes concentrações das soluções e na presença de outros íons metálicos como cobre, cromo e ferro. Os resultados demonstram que a extração percentual e a eficiência de corrente de cádmio e cianeto dependem da densidade de corrente aplicada, da concentração das soluções e do tempo de ensaio A remoção total das espécies iônicas é limitada pela precipitação de cádmio sobre a membrana catiônica do compartimento central da célula a partir de uma determinada remoção dos íons. No entanto, através de sucessivas trocas da solução de cádmio e cianeto, antes do momento em que ocorre a precipitação, os resultados demonstram a possibilidade de se obter uma solução concentrada em cádmio e cianeto em outro compartimento da célula, o que demonstra a possibilidade de recuperar cádmio e cianeto no banho de deposição de cádmio. Com a presença de cobre, cromo e ferro esta recuperação é prejudicada, pois estes íons são transportados na mesma direção do cádmio e do cianeto, o que pode representar uma contaminação para o banho de deposição.

Uso do modelo century no estudo da dinâmica do carbono orgânico em solos do Rio Grande do Sul

A dinâmica do carbono (C) no solo envolve processos relativos à sua incorporação na biomassa vegetal, as transformações que esta soue por ação microbiana, com liberação de COz, e o aCÚInulode subprodutos desta transformação como matéria orgânica do solo. O modelo Century foi desenvolvido para representar esta dinâmica, incorporando os fatores que a influenciam em suas operações. Atinge este objetivo dividindo a parte terrestre do Ciclo do Carbono em oito compartimentos com base no tempo de permanência do C e sua localização. Apesar de sua relativa eficiência em diversos tipos de solo e biomas, têm sido sugeridas alterações para melhorar seu desempenho em situações especiais desde seu desenvolvimento na década de 80. Na presente pesquisa com o modelo parametrizado para as condições locais, determinou-se os compartimentos de C para dez solos do Rio Grande do Sul com teores variáveis de argila, óxidos de ferro e carbono orgânico total (COT) através de uma execução de equilíbrio. O carbono alocado pelo modelo no compartimento passivo (COP) foi relacionado com diversos atributos de solo, sendo observada correlação significativa com o teor de argila e óxidos de ferro. Em adição a este trabalho, utilizouse o modelo para estimar o COT do solo e a distribuição de C nos compartimentos num experimento de manejo com treze anos de duração, composto por preparos de solo, sistemas de culturas e doses de nitrogênio, em Argissolo Vermelho Distrófico típico na EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul. Para o melhor ajuste entre o COT observado experimentalmente foi necessário proceder a ajustes na taxa de decomposição do compartimento lento (DEC5). Esta taxa mostrou-se dependente do grau de revolvimento do solo e da quantidade de C adicionado pelos sistemas de cultura, observando-se os menores valores nas baixas adições e solo sem revolvimento.

Análise de ecossistemas aquáticos através do método input-output : estudo de caso lagoa Itapeva (sistema lagunar costeiro do Rio Grande do Sul)

A enorme complexidade dos sistemas ecológicos tem sido uma grande barreira para a compreensão e o gerenciamento da problemática ambiental. Neste sentido a modelagem matemática é uma valiosa ferramenta, devido a sua capacidade de organizar as informações disponíveis sobre estes sistemas e de fazer previsões a seu respeito para diferentes condições. Desta forma a análise de sistemas naturais vem sendo abordada de diferentes maneiras, sendo que nas últimas décadas a teoria de ecossistemas expandiu-se e ramos específicos, que permitem seguir e predizer a evolução de ecossistemas, foram formulados. Um destes enfoques, conhecido como análise do fluxo de insumo-produto, pode ser utilizado para explicar o funcionamento e estrutura dos subsistemas de um ecossistema através da descrição dos fluxos de matéria ou energia. A análise do fluxo de insumo-produto pode ser representada através de dois modelos: o modelo determinístico ou o modelo estocástico, tendo sua origem em estudos de caso com o objetivo de analisar a econômica norte-americana, sendo uma extensão prática da teoria clássica de interdependência geral. Este trabalho faz uma abordagem sintética da evolução desta análise, avaliando dados teóricos e principalmente dados referentes à Lagoa Itapeva. A análise de input-output (determinística e estocástica) com o propósito de obter informações no que diz respeito aos fluxos (matéria e energia), é bastante simples; sendo que os modelos determinísticos se prestam melhor para traçar um panorama global e para obter projeções para as variáveis já os modelos estocásticos são mais complexos, mas provêem uma descrição mais acurada. Na Lagoa Itapeva os processos determinísticos demonstraram um baixo índice de ciclagem do carbono entre os três compartimentos em estudo e o fluxo preferencial na normalização corresponde ao compartimento dos produtores primários, isto decorre de não existir loop nos compartimentos em estudo e também não existir fluxos em dois sentidos. Em relação à avaliação estocástica foram observadas uma baixa relação no sentido espacial superfície-meio-fundo da lagoa, e uma boa distribuição espacial norte-centro-sul. Quanto à distribuição temporal, foi constatada uma baixa concordância entre os dados analisados e os dados reais quanto das análises realizadas em intervalos de tempo pequeno (horas) e uma boa concordância nas medidas feitas quando o intervalo foi significativo (meses). Também em relação à Lagoa Itapeva, foi verificado nas análises estocásticas, utilizando-se operadores espaciais, que como a dinâmica biológica nem sempre é linear, os organismos não podem acompanhar imediatamente e perfeitamente as mudanças do ambiente, resultando em tempos de residência de matéria significativamente baixo. Além da análise dos fluxos ligados a este ecossistema lagunar, foram desenvolvidas técnicas de correção e adaptação de dados referentes à amostragem ocorrida na Lagoa durante um ano de campanha. Assim, propõe-se uma nova perspectiva no uso desta metodologia de forma simples e de fácil manipulação matemática.

Análise estratigráfica dos fluxos gravitacionais da formação maracangalha no campo do jacuípe, bacia do recôncavo, Brasil

O Campo de Jacuípe, localizado no Compartimento Central da Bacia do Recôncavo, é importante produtor de gás na bacia. Os reservatórios são constituídos por corpos arenosos originados por fluxos gravitacionais subaquosos, intercalados a folhelhos e diamictitos da Formação Maracangalha, de idade cretácea inferior (Andar Rio da Serra Superior). Através da descrição sistemática de cerca de 1200 m de testemunhos, foram definidas três fácies deposicionais e seis fácies deformacionais para o intervalo estudado. O agrupamento das fácies em conjuntos que apresentam características estruturais e genéticas semelhantes permitiu a proposição de cinco associações de fácies. A Associação de Fácies I representa principalmente a sedimentação de background lacustre da área. A Associação de Fácies II é interpretada como o registro de deslizamentos (slides) ou porções proximais de escorregamentos (slumps). Os corpos da Associação de Fácies IIIa representam escorregamentos ou porções distais de deslizamentos. A Associação de Fácies IIIb constitui, possivelmente, o registro de fluxos turbidíticos. A Associação de Fácies IV representa um estágio transicional entre escorregamentos altamente móveis e fluxos de detritos (debris flows). O grau deformacional aumenta progressivamente da Associação de Fácies I para a Associação de Fácies IV. Através da análise dos perfis de raios gama (GR) e potencial espontâneo (SP) dos poços, observa-se um padrão granodecrescente geral, da base do intervalo ao datum utilizado nas seções estratigráficas; seguido de um padrão granocrescente geral, do datum para o topo do intervalo. Esta observação permite a interpretação de uma grande seqüência deposicional de terceira ordem (cerca de 7,5 M.a.), com um trato transgressivo na base e um trato de nível de lago alto no topo, separados por uma superfície de máxima inundação, representada pelo datum Os complexos de escorregamentos/deslizamentos, pontuando o trato de nível alto, podem estar relacionados a eventos de rebaixamento de uma ordem superior (de mais alta freqüência), possivelmente ligados a períodos de quiescência, após pulsos tectônicos episódicos. Os mecanismos de disparo dos fluxos gravitacionais foram provavelmente terremotos, causados pela atividade tectônica de movimentação de falhas, inerente ao estágio sin-rift; associados a instabilizações em áreas de frentes deltaicas progradantes a altas taxas de sedimentação, especialmente em locais de forte mudança no gradiente deposicional, como na paleo-linha de charneira, localizada a norte-noroeste do campo. Um importante mecanismo auxiliar pode ter sido a atividade de soerguimento de diápiros de folhelhos. A conectividade vertical e lateral entre os corpos pode ser considerada baixa. As áreas proximais de corpos arenosos de escorregamentos e, especialmente, de corpos de deslizamentos, pelo baixo grau deformacional, devem se constituir nos melhores reservatórios da área.

Capela Laboratorial

Este modelo é parte de um conjunto de modelos 3D produzidos pela equipe de audiovisual da SEaD/UFSCar para o jogo de realidade virtual “O Laboratório de Química”.

Obtenção de polímeros de LCC para aplicação como antioxidante de biodiesel de soja

Biodiesel is a fuel obtained from vegetable oils, such as soy, castorbean, among others. The monoester of fatty acid of these oils have chains with mono, di and tri double connections. The presence of these insaturations are susceptible to oxidization. Antioxidants are substances able to prevent oxidization from oils, fats, fat foods, as well as esters of Alquila( biodiesel). The objective of this work is to summarize a new antioxidant from the Cashew Nut Shell Liquid (CNSL) using the electrolysis technique. A current of 2 amperes was used in a single cell of only one group and two eletrodos of stainless steel 304 in a solution of methanol, together with the eletrolits: acetic acid, sodium chloride and sodium hydroxide, for two hours of agitation. The electrolysis products are characterized by the techniques of cromatography in a thin layer, spectroscopy of infrared and gravimetric analysis. The material was submitted to tests of oxidative stability made by the techniques of spectropy of impendancy and Rancimat (EN 14112). The analyses of characterization suggest that the polimerization of the electrolytic material ocurred. The application results of these materials as antioxidants of soy biodiesel showed that the order of the oxidative stability was obtained by both techniques used

Comparação de efeitos dos extratos de Hypericum perforatum (Hipérico) e de Mentha crispa (Hortelã) em diferentes modelos experiemtais

Several clinic evaluations have been possible with radiobiocomplexes labeled with technetium-99m (99mTc). Some natural and synthetic drugs are capable of to interfere on the labeling of blood constituents with 99mTc, as well as on the biodistribution of radiobiocomplexes. Authors have also reported about the toxicity of several natural products. The aim of this study was to compare the effects of the Mentha crispa (hortelã) and of the Hypericum perforatum (hipérico) in different experimental models. On the labeling of red blood cells (RBC) and plasma and cellular proteins with 99mTc, both extracts were capable of to decrease the radioactivity percentage on the cellular compartment and on the fixation on plasma and cellular proteins. On the morphometry of the RBC, only the hortelã was capable to alter the shape and the perimeter/area ratio of the RBC. On the biodistribution of the radiobiocomplex sodium pertechnetate (Na99mTcO4), the hortelã increased the Na99mTcO4 distribution in the kidney, spleen, liver and thyroid, meanwhile the hipérico decreased the Na99mTcO4 distribution in the bone, stomach, lungs and thyroid, and increased the Na99mTcO4 distribution in the pancreas. On the bacterial cultures survival, the hipérico was capable of to protect the bacteria against the stannous chloride (SnCl2) effect. The hipérico did not alter the topology of plasmidial DNA and did not protect the plasmidial DNA against the SnCl2 action. Probably, the effects presented by both extracts could be due to chemical compounds of the extracts that could alter the morphology of the RBC and the plasma membrane ions transport, and/or by phytocomplexes that could be formed with different effects dependent on the biological system considered