Absorption of food in the black-jaw tilapia, Sarotherodon melanotheron (Ruppell) from a small tropical man-made lake in Ibadan, Nigeria

The carbohydrate, protein and lipid contents of the food ingested and their absorption in the intestine of Sarotherodon melanotheron inhabiting Awba lake in Ibadan, Nigeria, were investigated. Total carbohydrates of the ingested food ranged from 39.33 to 55.38% (mean = 48.70% while total protein and total lipid ranged from 10.10 to 17.13% (mean = 12.91%) and 7.79 to 8.96% (mean = 8.28%) dry weight, respectively. Calculated total percentages absorbed were 54.86-62.01 (mean 58.07) carbohydrates 47.33-54.06 (mean = 50.43) protein and 43.27-52.23% (mean 46.56) lipid. Absorption of protein and carbohydrate occurred mostly in the fore-gut (the first one-third of the intestine), while lipid was mostly absorbed in the mid-gut (the second one-third of the intestine). Dietary carbohydrate, protein and lipid contents of the food as well as the absorptive capacity of the intestine for these components of the food varied with size of fish

Identification of fucose-α(1-2)-galactose binding proteins in the mammalian brain

Fucose-α(1-2)-galactose (Fucα(1-2)Gal) carbohydrates have been implicated in cognitive functions. However, the underlying molecular mechanisms that govern these processes are not well understood. While significant progress has been made toward identifying glycoconjugates bearing this carbohydrate epitope, a major challenge remains the discovery of interactions mediated by these sugars. Here, we employ the use of multivalent glycopolymers to enable the proteomic identification of weak affinity, low abundant Fucα(1-2)Gal-binding proteins (i.e. lectins) from the brain. End-biotinylated glycopolymers containing photoactivatable crosslinkers were used to capture and enrich potential Fucα(1-2)Gal-specific lectins from rat brain lysates. Candidate lectins were tested for their ability to bind Fucα(1-2)Gal, and the functional significance of the interaction was investigated for one such candidate, SV2a, using a knock-out mouse system. Our results suggest an important role for this glycan-lectin interaction in facilitating synaptic changes necessary for neuronal communication. This study highlights the use of glycopolymer mimetics to discover novel lectins and identify functional interactions between fucosyl carbohydrates and lectins in the brain.

Protein-protein recognition: The neonatal Fe receptor and immunoglobulin G

The neonatal Fe receptor (FeRn) binds the Fe portion of immunoglobulin G (IgG) at the acidic pH of endosomes or the gut and releases IgG at the alkaline pH of blood. FeRn is responsible for the maternofetal transfer of IgG and for rescuing endocytosed IgG from a default degradative pathway. We investigated how FeRn interacts with IgG by constructing a heterodimeric form of the Fe (hdFc) that contains one FeRn binding site. This molecule was used to characterize the interaction between one FeRn molecule and one Fe and to determine under what conditions FeRn forms a dimer. The hdFc binds one FeRn molecule at pH 6.0 with a K_d of 80 nM. In solution and with FeRn anchored to solid supports, the heterodimeric Fe does not induce a dimer of FeRn molecules. FcRnhdFc complex crystals were obtained and the complex structure was solved to 2.8 Å resolution. Analysis of this structure refined the understanding of the mechanism of the pH-dependent binding, shed light on the role played by carbohydrates in the Fe binding, and provided insights on how to design therapeutic IgG antibodies with longer serum half-lives. The FcRn-hdFc complex in the crystal did not contain the FeRn dimer. To characterize the tendency of FeRn to form a dimer in a membrane we analyzed the tendency of the hdFc to induce cross-phosphorylation of FeRn-tyrosine kinase chimeras. We also constructed FeRn-cyan and FeRn-yellow fluorescent proteins and have analyzed the tendency of these molecules to exhibit fluorescence resonance energy transfer. As of now, neither of these analyses have lead to conclusive results. In the process of acquiring the context to appreciate the structure of the FcRn-hdFc interface, we developed a study of 171 other nonobligate protein-protein interfaces that includes an original principal component analysis of the quantifiable aspects of these interfaces.

Molecular mechanism of sulfated carbohydrate recognition: structural and biochemical studies of the cysteine-rich domain of mannose receptor

Mannose receptor (MR) is widely expressed on macrophages, immature dendritic cells, and a variety of epithelial and endothelial cells. It is a 180 kD type I transmembrane receptor whose extracellular region consists of three parts: the amino-terminal cysteine-rich domain (Cys-MR); a fibronectin type II-like domain; and a series of eight tandem C-type lectin carbohydrate recognition domains (CRDs). Two portions of MR have distinct carbohydrate recognition properties: Cys-MR recognizes sulfated carbohydrates and the tandem CRD region binds terminal mannose, fucose, and N-acetyl-glucosamine (GlcNAc). The dual carbohydrate binding specificity allows MR to interact with sulfated and nonsulfated polysaccharide chains, and thereby facilitating the involvement of MR in immunological and physiological processes. The immunological functions of MR include antigen capturing (through binding non-sulfated carbohydrates) and antigen targeting (through binding sulfated carbohydrates), and the physiological roles include rapid clearance of circulatory luteinizing hormone (LH), which bears polysaccharide chains terminating with sulfated and non-sulfated carbohydrates.

We have crystallized and determined the X-ray structures of unliganded Cys-MR (2.0 Å) and Cys-MR complexed with different ligands, including Hepes (1.7 Å), 4SO_4-N-Acetylgalactosamine (4SO_4-GalNAc; 2.2 Å), 3SO_4-Lewis^x (2.2 Å), 3S04-Lewis^a (1.9 Å), and 6SO_4-GalNAc (2.5 Å). The overall structure of Cys-MR consists of 12 anti-parallel β-strands arranged in three lobes with approximate three fold internal symmetry. The structure contains three disulfide bonds, formed by the six cysteines in the Cys-MR sequence. The ligand-binding site is located in a neutral pocket within the third lobe, in which the sulfate group of ligand is buried. Our results show that optimal binding is achieved by a carbohydrate ligand with a sulfate group that anchors the ligand by forming numerous hydrogen bonds and a sugar ring that makes ring-stacking interactions with Trpll7 of CysMR. Using a fluorescence-based assay, we characterized the binding affinities between CysMR and its ligands, and rationalized the derived affinities based upon the crystal structures. These studies reveal the mechanism of sulfated carbohydrate recognition by Cys-MR and facilitate our understanding of the role of Cys-MR in MR recognition of its ligands.

Regulação endócrina de curto prazo de hormônios relacionados à fome em mulheres obesas que apresentam episódios de compulsão alimentar

A compulsão alimentar está associada a diversas doenças, entre elas, a obesidade.Com o intuito de pesquisar a diferença hormonal ligada ao controle da fome e da saciedade associada ao episódio de compulsão alimentar (ECA), avaliou-se a concentração sérica dos hormônios que regulam este processo em mulheres adultas. Métodos: O estudo experimental foi composto de 3 grupos (n=23), sendo: grupo Eutrófico (GE;n=8), grupo obeso sem ECA (GO;n=7) e obesas com ECA (ECA;n=8). Todas as mulheres que participaram do estudo freqüentavam os serviços de saúde da Policlínica Piquet Carneiro. Foram dosados os hormônios: Grelina Total, Glucagon, Adiponectina, Amilina, Peptídeo C, GLP-1, Insulina e Leptina séricos nos tempos: jejum, 15 e 60 minutos após a ingestão da refeição fornecida. As refeições ingeridas foram controladas em energia, 55% carboidratos, 15% proteínas, 30% lipídios. Os dados foram analisados como valores médios por grupo em software SAS, considerando p<0,05. Resultados: A idade das mulheres estudadas variou de 32 a 50 anos. A concentração de adiponectina encontrada, que é inversamente proporcional a adiposidade, foi significativamente menor no grupo ECA em relação aos demais grupos (p=0,01). Em relação à leptina, o grupo GO apresentou concentração maior em relação aos demais grupos (p<0,0001). Já, a concentração de grelina encontrada foi significativamente menor no grupo ECA em relação aos demais grupos (p=0,02). Foram encontradas concentrações significativamente maiores de insulina no grupo GO em relação aos demais grupos (p=0,04). A concentração de amilina encontrada foi significativamente maior no grupo GO em relação aos outros grupos (p=0,01). A concentração de GLP-1 encontrada no grupo GO foi maior em média, porém esta diferença não foi estatisticamente significativa entre os grupos (p=0,25). A concentração de Peptídeo C encontrada no grupo GO foi maior em relação aos outros grupos (p=0,003). Apesar da concentração de Glucagon no grupo ECA ser maior em relação aos demais grupos, estes valores não eram diferentes estatisticamente (p=0,13). Nossos achados mostraram que obesas ECA tem perfil hormonal diferente de obesas sem ECA. A baixa concentração de grelina do grupo de obesas ECA e a alta concentração de insulina, peptídeo C e amilina nas obesas com e sem ECA pode estar relacionado com o aumento da ingestão alimentar e com o desequilíbrio energético.

Alterações estruturais pancreáticas e metabólicas em camundongos C57BL/6 alimentados com dieta de alta densidade energética

Camundongos C57BL/6 machos com oito semanas de idade alimentados com diferentes dietas durante 16 semanas: de alta densidade energética (ADE, 26% das calorias de carboidrato, 60% de gordura e 14% de proteína) ou dieta padrão (CO, 76% das calorias de carboidrato, 10% de gordura e 14% de proteína). Comparado ao grupo CO, o grupo ADE apresentou maior ganho de massa e maior depósito de tecido adiposo, bem como maiores níveis plasmáticos de triglicerídeos, LDL-c, ALT, AST e fosfatase alcalina e com maiores níveis de corticosterona plasmática, glicose de jejum e insulina com uma consequente resistência à insulina (avaliado pelo HOMA-IR). No TOTG, a glicose plasmática aumentou ao máximo após 15 min. da administração de glicose oral em ambos os grupos. Entretanto os níveis de glicose foram maiores no grupo ADE que no grupo CO (P<0.0001). O clearance de glicose no grupo ADE foi reduzido, permanecendo aumentado após 120 min. (P<0.001), caracterizando intolerância a glicose no grupo ADE. O teste intraperitoneal de tolerância à insulina mostrou uma rápida redução na glicose plasmática após 15 minutos da administração de insulina em ambos os grupos, mas significativamente aumentada no grupo ADE (P<0.0001), permanecendo desta forma até os 120 min. após a administração. Concluindo, camundongos C57BL/6 respondem a dieta ADE desenvolvimento os sinais e sintomas associados à síndrome metabólica observada em humanos. Por conseguinte, este modelo animal poderá ajudar-nos a compreender melhor as alterações em órgãos alvos associadas com a síndrome metabólica, assim como a possibilidade de tratamentos diferentes.

Caracterização das estratégias ecofisiológicas de samambaias em resposta à inundação na restinga de Maricá, Rio de Janeiro, Brasil

As matas inundáveis e brejos presentes nas restingas desencadeiam uma série de processos que influenciam as características físico-químicas e biológicas do solo, levando as plantas a apresentarem mecanismos de aclimatação ou adaptação ao estresse da inundação, como alterações morfológicas e fisiológicas de forma a minimizar os efeitos da falta de oxigênio. Dentre as espécies vegetais de samambaias ocorrentes em ambientes inundáveis nas restingas, se destacam três espécies: Acrostichum danaeifolium Langsd. & Fisch., Blechnum serrulatum Rich. e Thelypteris interrupta (Willd.) K.Iwats. O objetivo deste trabalho é caracterizar os aspectos ecofisiológicos que os esporófitos dessas samambaias apresentam para sobreviver em ambientes de inundação na restinga de Maricá, estado do Rio de Janeiro. Neste sentido, foi determinada a caracterização física e química dos sítios de ocorrências destas samambaias, as variações foliares entre elas, espessura, densidade, massa por unidade de folha, teor de clorofilas e atributos quantitativos das células epidérmicas, além da quantificação e determinação à distribuição dos carboidratos. Para as variáveis dos vegetais foram feitas coletas na estação chuvosa e seca e para variáveis do solo na estação seca. Os sítios analisados se mostraram extremamente ácidos, de baixa fertilidade e com toxidez por macro e micro nutrientes, indicando que as samambaias apresentam tolerância a estes fatores. Na época chuvosa (inundação), as samambaias apresentaram queda na densidade foliar, acompanhada de um aumento de massa por unidade de folha. Esta habilidade de conseguir ganhar massa seca por área classifica todas as samambaias analisadas como tolerantes à inundação. Os altos valores de carboidratos solúveis nas folhas indicam aumento da degradação do amido foliar e o menor teor de carboidrato solúvel encontrado nos caules explicita a redução na respiração das raízes destas plantas sob anoxia/ hipoxia, para evitar a oxidação e o incremento do estoque de amido de reserva, elucidando estratégia de tolerância à inundação. A menor disponibilidade de água na estação seca afeta diretamente os atributos foliares diminuindo o índice estomático, a suculência e a massa por unidade de folha, no qual reflete na queda das concentrações de clorofilas. Os menores valores nas concentrações de clorofila têm influencia direta na presença de amidos foliar que são estocado e, alterando toda a dinâmica dos carboidratos nestas espécies. A análise do sítio onde cresce Acrostichum danaeifolium indica níveis críticos de Na no solo e provavelmente, a produção de mucilagem no caule e no pecíolo é uma estratégia de tolerância ao ambiente salino e inundado. O elevado índice de cobertura de Blechnum serrulatum em ambientes inundados indica que esta espécie possui adaptações a solos hidromórficos, entre elas, grande capacidade de estocagem de amido no caule. A maior sinuosidade das células epidérmicas em T. interrupta permite uma alta suculência mantendo o status hidrológico da folha em ambas as estações. Os resultados apresentados, além de agregar informações sobre a biologia das samambaias nos neotrópicos, irão contribuir para a compreensão da dinâmica de ocupação de espécies herbáceas em ambientes alagáveis nas restingas brasileiras

Kyokushin karatean gaitasun fisikoetan pisaketa eta gero egiten den bazkari motaren eragina

[EUS] Elikadura oso garrantzitsua da errendimendurako txapelketa batean. Horrez gain, lehiaketa batzuetan, kirolariak kategoria ezberdinetan sailkatzen dira beren pisuaren arabera, kyokushin karatean bezala. Arte martzial honetako lehiakide askok txapelketaren aurreko egunetan dieta gogorra egin behar dute, ahalik eta kategoria baxuen egoteko asmoz. Batzuetan, barauan edo afaldu gabe joaten dira hori lortzeko. Horregatik, ikerketa honetan pisua hartu eta gero eta lehiatu aurretik elikadurazko estrategia ezberdinak aztertu ziren. Kontrola egin baino lehen, karbohidratoak eta proteinak hartu behar izan zituzten partaideek, eta indarra, erresistentzia, bizkortasuna eta potentzia baloratu egin zen. Kancho Oyama gimnasioan egin ziren frogak. Horietan 12 karatekak hartu zuten parte, batzuk emakumezkoak (4) eta beste batzuk gizonezkoak (8), 18 urte baino gehiagokoak izanda. Ikerketaren emaitzak, partaide gehienak indarrean, erresistentzia eta bizkortasunean karbohidratoekin eta potentzian proteinekin hobetu egin zutela markatu zuten. Ere esan dezakegu, errendimenduan mutilek neskek baino gehiago hobetzen dutela. Goizean arratsaldean baino errendimendu hobea nabarmentzen da, kontuan izanda, pisua hartu baino ordu batzuk lehenago jan barik daudela. Iraupen gutxiko eta intentsitate altuko kontaktuko kiroletan, txapelketa baino lehen ohiturak funtsezkoak dira, hala nola, ondo deskantsatzea, aurre entrenamenduak eta elikadura adibidez, horretaz gain, karbohidratoak hartzen baditugu pisua hartu eta gero normalean errendimendu gehiago lortzen da proteinekin baino, ondorio aipagarriena izanik.

Avaliação da ingestão habitual de cálcio e sua associação com a concentração intracelular de cálcio, adiposidade corporal, perfil metabólico, biomarcadores inflamatórios, pressão arterial e função endotelial

A associação inversa da ingestão de cálcio dietético com adiposidade corporal e pressão arterial está documentada em estudos epidemiológicos. Achados experimentais sugerem que este fenômeno pode ser mediado por alterações na concentração intracelular de cálcio ([Ca]i). Existem poucos estudos relacionando o cálcio dietético com a [Ca]i. O objetivo do presente estudo foi avaliar a relação da ingestão habitual de cálcio dietético com a [Ca]i, adiposidade corporal, perfil metabólico, biomarcadores inflamatórios, pressão arterial e função endotelial em mulheres. Para tanto, foi desenvolvido estudo transversal, com 76 mulheres na pré-menopausa submetidas à avaliação: dietética (questionário de frequência alimentar validado); da [Ca]i em eritrócitos (espectrometria de absorbância atômica); da gordura corporal (GC) total [índice de massa corporal (IMC) e % GC por bioimpedância elétrica] e central [perímetro da cintura (PC), e razão cintura quadril (RCQ)]; do perfil metabólico (glicose, colesterol e frações, insulina e HOMA-IR); dos biomarcadores inflamatórios [adiponectina e proteína C-reativa (PCR)]; dos biomarcadores da função endotelial [molécula de adesão intracelular-1 (ICAM-1), molécula de adesão celular vascular-1 (VCAM-1) e E-Selectina]; da função endotelial avaliada pelo equipamento Endo-PAT2000; e da pressão arterial. Calcitriol, paratormônio, cálcio sérico e cálcio urinário completaram o metabolismo do cálcio. As participantes foram estratificadas em 2 grupos de acordo com a ingestão habitual de cálcio: Grupo com baixa ingestão de cálcio ou BIC (n=32; ingestão de cálcio <600mg/d) e Grupo com elevada ingestão de cálcio ou AIC (n=44; ingestão de cálcio ≥600mg/d). A média da idade foi semelhante entre os grupos (Grupo BIC: 31,41,4 vs Grupo AIC: 31,41,4anos; p=0,99). Após ajustes para fatores de confundimento (idade, ingestão de energia, bebida alcoólica, proteína, carboidratos e lipídios), o Grupo AIC, em comparação com o BIC, apresentou valores significativamente mais baixos de IMC (25,65,3 vs 26,9 6,0 kg/m; p=0,02), PC (84,413,6 vs 87,815,3cm; p=0,04), % GC (31,15,9 vs 33,35,6 %; p=0,003), pressão arterial diastólica (68,210,8 vs 72,411,2 mm Hg; p=0,04) e pressão arterial média (80,1310,94 vs 83,8611,70 mmHg; p=0,04); e significativamente mais altos de HDL-colesterol (58,612,2 vs 52,912,2 mg/dL; p=0,004) e adiponectina (34572,1 19472,8 vs 31910,319385,1 ng/mL; p=0,05). A [Ca]i e as outras variáveis avaliadas não diferiram entre os grupos, mesmo após ajustes. Neste estudo realizado com mulheres, o maior consumo de cálcio se associou com valores mais baixos de adiposidade corporal total e central, pressão arterial diastólica e média; além de valores mais elevados de HDL-colesterol e adiponectina

Associações da espessura do complexo médio-intimal da carótida com o estado oxidativo, metabólico e nutricional em crianças pré-púberes obesas e eutróficas

A prevalência de obesidade infantil vem crescendo em todo o mundo e está associada com aumento da morbimortalidade por doenças cardiovasculares na vida adulta. A obesidade na infância, somada às alterações no metabolismo glicêmico e lipídico e ao aumento do estresse oxidativo e estado inflamatório contribuem para o aumento da espessura do complexo médio-intimal da carótida (carotid artery intima-medial thickness - cIMT) em tenra idade, possibilitando o desenvolvimento precoce do processo aterosclerótico. O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar a cIMT, os indicadores do metabolismo glicídico e lipídico, o estado oxidativo e antioxidante, a composição corporal e o consumo alimentar em crianças pré-púberes obesas e eutróficas e determinar as inter-relações entre as variáveis. Foram medidos massa corporal total (MCT), estatura (E), circunferência da cintura (CC); glicemia, insulina, colesterol total (CT), lipoproteína de baixa densidade (LDL-colesterol), lipoproteína de alta densidade (HDL-colesterol), ácido úrico, proteína C-reativa ultra-sensível (PCR-us) e capacidade antioxidante (DPPH) sanguíneos; cIMT (USG, General Eletric); consumo alimentar (3 recordatórios de 24 h) para análise de macronutrientes e ácidos graxos. Foram, ainda, calculados o índice de massa corporal por idade (IMC/I) e HOMA-IR. O grupo de crianças obesas (n = 30) apresentava IMC/I acima do p97 (WHO, 2007) cujos dados foram comparados com os de um grupo controle (n = 25), composto por crianças eutróficas, da mesma faixa etária. As análises estatísticas acompanharam as características da amostra para dados não-paramétricos, com graus de significância de p < 0,05. A idade das crianças, em média, foi de 7,8 1,3 anos. A comparação dos indicadores entre os grupos mostrou valores significativamente maiores de MCT, IMC/I, CC, consumo calórico e de carboidratos, CT, LDL-colesterol, insulina, HOMA-IR, ácido úrico, PCR-us e cIMT no grupo de crianças obesas. Foram encontradas associações positivas da cIMT com MCT, IMC/I e CC. Essa última associou-se positivamente com ácido úrico, insulina e HOMA-IR. A PCR-us mostrou associação positiva com MCT, IMC/I, CC, ácido úrico, insulina e HOMA-IR. Os resultados analisados nos permitem concluir que as crianças obesas apresentaram maior massa adiposa abdominal, maior consumo energético, proveniente de carboidratos e valores maiores dos fatores de risco para doenças cardiovasculares do que seus pares eutróficos. Nossos resultados analisados em conjunto, mostram que a obesidade infantil acarreta danos cardiometabólicos que poderão causar prejuízos a saúde na vida adulta. O processo de aterosclerose precoce sofre influência da massa de gordura total e abdominal, a qual está diretamente relacionada à resistência à insulina, ao estado inflamatório e antioxidante. O conhecimento dos fatores de risco desta população deverá embasar estratégias de tratamento com o objetivo de reduzir a morbimortalidade por doenças cardiovasculares na idade adulta.

Disfunção mitocondrial e cardíaca em camundongos induzida por dieta rica em ácidos graxos poliinsaturados

Indivíduos obesos apresentam maior risco de morbidade e mortalidade atribuída às doenças cardiovasculares. A composição da dieta é um fator que prediz o fenótipo cardíaco em resposta a obesidade e, o tipo de ácido graxo pode afetar de forma diferencial a estrutura e a função do miocárdio. Estudos têm mostrado que a disfunção mitocondrial exerce um papel chave na patogênese da insuficiência e hipertrofia cardíaca, e as alterações mitocondriais observadas em falhas cardíacas apontam para defeitos em sítios específicos da cadeia transportadora de elétrons. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a função contrátil ventricular em camundongos, alimentados com dieta hiperlipídica, rica em ácidos graxos poliinsaturados, buscando elucidações através da bioenergética mitocondrial. Após desmame, camundongos machos C57Bl/6 passaram a receber dieta manipulada contendo 7% (C) ou 19% (HF) de óleo de soja, até os 135 dias de idade. A ingestão alimentar e a massa corporal foram monitoradas e foi realizado teste de tolerância à glicose. No final do período experimental, os animais foram anestesiados e submetidos à avaliação da composição corporal por Absortimetria de Raios X de Dupla Energia (DXA), e em seguida, sacrificados por exsanguinação. No plasma foram determinados o perfil lipídico e a insulina. O coração, o tecido adiposo intra-abdominal e o subcutâneo foram coletados, pesados, processados para análise histomorfológica. Fibras cardíacas do ventrículo esquerdo foram utilizadas para análise da respiração mitocondrial através de oxígrafo. O coração também foi utilizado para a técnica de perfusão de coração isolado de Langendorff, e para análise da expressão de proteínas relacionadas à bioenergética de cardiomiócitos, através de Western Blotting. O índice de HOMA e de adiposidade foram calculados. O grupo HF apresentou maior adiposidade, sem alteração na ingestão alimentar. Foi observada intolerância a glicose, hiperinsulinemia e resistência à insulina, além de alterações desfavoráveis no perfil lipídico. Foi observado alteração na morfologia cardíaca e quadro de cardiomiopatia hipertrófica, refletindo em alteração hemodinâmica, determinando maior contratilidade, maior pressão ventricular e função diastólica prejudicada. Em relação à atividade mitocondrial dos cardiomiócitos foi observada menor oxidação de carboidratos (-47%) e de ácidos graxos (-60%). Porém, sem alteração na expressão de proteínas relacionadas à bioenergética de cardiomiócitos, CPT1, UCP2, GLUT1, GLUT4, AMPK e pAMPK. A partir desses resultados, concluímos que o tipo e a quantidade de ácidos graxos predizem o fenótipo cardíaco na obesidade, promovendo alteração na capacidade oxidativa mitocondrial, na morfologia e na hemodinâmica cardíaca

Mecanismos celulares e moleculares envolvidos com alterações na expressão de glicanos durante a progressão do câncer colorretal

O câncer colorretal representa uma das maiores causas de morbidade e mortalidade relacionadas ao câncer. No Brasil, é o terceiro tipo de câncer mais frequente em homens e mulheres. Muitos estudos estão sendo desenvolvidos no sentido de esclarecer os diversos aspectos moleculares que regulam as alterações fenotípicas exibidas pelas células que constituem o câncer colorretal, no entanto, comparativamente, ainda são poucos os que são dedicados a investigar o papel de modificações co- e pós-traducionais neste processo. Entre os vários tipos destas modificações que ocorrem em proteínas, a glicosilação é a mais comum. Cogita-se que aproximadamente cinquenta por cento de todas as proteínas são glicosiladas. Durante a transformação maligna, mudanças no perfil de expressão de glicanos (carboidratos covalentemente ligados a proteínas ou lipídios) estão envolvidas em uma variedade de mecanismos celulares, tais como: perda da adesão célula-célula e célula matriz, migração, invasão e evasão da apoptose. Neste estudo, foi investigada a atividade antitumoral de inibidores da biossíntese de N-glicanos, swainsonina e tunicamicina, em células derivadas de câncer colorretal (Caco-2, HCT-116 e HT-29). Os resultados obtidos mostram que o tratamento das células HCT-116 com tunicamicina inibe mecanismos celulares relacionados ao fenótipo maligno, como formação de colônia dependente e independente de ancoragem, migração e invasão. Estes resultados sugerem que modulação da biossíntese de N-glicanos parece ser uma potencial ferramenta terapêutica para o tratamento do câncer colorretal. Em outra etapa do trabalho, foram avaliados também o impacto da estimulação com insulina e IGF-1 na expressão N-glicanos bissectados em células tumorais MDA-MB-435. Os resultados obtidos confirmaram também a existência de uma relação entre a estimulação dos receptores de insulina e IGF-1 e a regulação da expressão de N-glicanos bissectados em células tumorais MDA-MB-435, fornecendo assim informações relevantes sobre o papel desempenhado pela sinalização de insulina e IGF-1 durante a progressão de carcinomas.

Estudo dos efeitos da radioterapia no tecido cardíaco e sua associação com o metabolismo energético

Durante o tratamento radioterápico para tumores localizados na região torácica, parte do coração frequentemente é incluída no campo de tratamento e pode receber doses de radiação ionizante, significativas em relação à terapêutica. A irradiação do coração é capaz de causar importantes complicações cardíacas ao paciente, caracterizadas por alterações funcionais progressivas cerca de 10 a 20 anos após a exposição do órgão. Devido ao seu alto grau de contração e grande consumo energético, o tecido cardíaco é altamente dependente do metabolismo oxidativo que ocorre nas mitocôndrias. Danos as estas organelas podem levar ao decréscimo da produção de energia, tendo um impacto direto sobre a performance cardíaca. Ainda, ao interagir com as células, a radiação ionizante pode gerar uma série de eventos bioquímicos que conduzem a uma resposta celular complexa, em que muitas proteínas parecem estar envolvidas. Tendo em vista tais conhecimentos, o objetivo do estudo foi avaliar o aspecto ultraestrutural do tecido cardíaco, a bioenergética mitocondrial e a expressão diferencial de proteínas após irradiação. Os ensaios foram realizados em amostras de tecido cardíaco de ratos Wistar irradiados com dose única de 20 Gy direcionada ao coração. As análise tiveram início 4 e 32 semanas após irradiação. A análise ultraestrutural foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão. A respiração mitocondrial foi mensurada em oxígrafo, a partir das taxas de consumo de oxigênio pelas fibras cardíacas. A identificação de proteínas diferencialmente expressas foi investigada através de duas técnicas proteômicas: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) e uma abordagem label-free seguida de espectrometria de massas. Os resultados mostraram que os efeitos tardios da radiação incluem a degeneração das mitocôndrias e das unidades contráteis do tecido cardíaco, disfunções na cadeia respiratória mitocondrial e expressão diferencial de proteínas envolvidas no metabolismo energético de carboidratos, lipídeos e da fosfocreatina. De forma geral, o estudo mostrou que a irradiação cardíaca prejudica o processo de síntese energética, conduzindo a um déficit da taxa respiratória mitocondrial como efeito tardio. Tal evento pode culminar em disfunções mecânicas no coração, caracterizando o desenvolvimento de doenças cardíacas radioinduzidas.

Estudo do efeito do transplante de células mononucleares de medula óssea na bioenergética mitocondrial de ratos com fibrose hepática

A disfunção mitocondrial tem sido associada a várias doenças, incluindo a colestase hepática, caracterizada pela ativação de células de Kupffer e células fibrogênicas, as quais produzem matriz extracelular excessiva. O acúmulo de sais biliares tóxicos no parênquima hepático leva à lesão crônica com dano mitocondrial, redução da síntese de ATP, aumento de espécies reativas de oxigênio (ROS) e apoptose, resultando em comprometimento da função hepática. Trabalhos anteriores do nosso grupo mostraram o efeito positivo do transplante de células mononucleares da medula óssea (CMMO) na resolução da fibrose hepática e recuperação da função hepática em ratos com colestase, induzida pela ligadura de ducto biliar (LDB). Assim, o presente estudo teve como objetivo analisar a bioenergética mitocondrial após o transplante de CMMO no fígado de ratos com fibrose induzida por ligadura de ducto bilar (LDB). Ratos Wistar machos foram divididos em quatro grupos: animais normais, animais com fibrose hepática após 14 e 21 dias de LDB (F14d e F21d, respectivamente), e animais que após 14 dias de LDB receberam 1x107 CMMO, e foram eutanasiados sete dias após. Nossos dados demonstraram aumento do conteúdo de colágeno tipo I no grupo F21d em relação ao grupo normal, indicativo de fibrose, e sua diminuição após o transplante de CMMO. A análise da fisiologia mitocondrial do fígado mostrou diminuição significativa da taxa respiratória máxima estimulada por ADP (estado 3) nos grupos F14d e F21d, indicando redução da capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos. Além disso, a razão do controle respiratório (RCR), indicativa de acoplamento da fosforilação oxidativa com a produção de ATP, apresentou-se significativamente diminuída nos grupos F14d e F21d, sugerindo desacoplamento mitocondrial. No entanto, o transplante de CMMO aumentou significativamente nestes grupos tanto a capacidade oxidativa quanto o acoplamento mitocondrial a níveis semelhantes aos do grupo normal. Estes resultados foram confirmados por análise de western blotting, que mostrou aumento significativo no conteúdo de UCP2 e diminuição do conteúdo de PGC-1α no grupo F21d, com consequente restauração após o transplante de CMMO. Além disso, os resultados mostraram um aumento significativo do conteúdo de 4-HNE no grupo F14d com redução após o transplante CMMO. Assim, podemos concluir que o transplante de CMMO tem um efeito positivo sobre a bioenergética mitocondrial de fígados de ratos com colestase, com aumento da capacidade oxidativa e redução do estresse oxidativo, o que, por sua vez, contribui para a recuperação da função hepática.

Bioenergética mitocondrial do coração na obesidade induzida por dieta ocidental em camundongos Swiss

A obesidade, doença resultante do acúmulo excessivo de gordura corporal, é importante fator de risco para diabetes mellitus tipo 2, dislipidemias e doenças cardiovasculares, doenças de alta prevalência em todo o mundo. O processo de transição nutricional decorrente da globalização contribuiu para o crescente número de indivíduos com obesidade, principalmente pela modificação nos hábitos alimentares da população, com ampla inclusão de produtos industrializados ricos em gordura saturada, sal e açúcar, denominada dieta ocidental. Os mecanismos pelos quais a obesidade induzida por dieta leva ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares ainda não estão completamente esclarecidos na literatura, porém sabe-se que a obesidade leva ao comprometimento da função cardíaca e do metabolismo energético, aumentando a morbidade e mortalidade. Em grande parte dos estudos relacionados à obesidade, o metabolismo energético celular comprometido associa-se à disfunção mitocondrial. Neste contexto, torna-se importante avaliar a função mitocondrial na obesidade, visto que as mitocôndrias são organelas com funções-chave no metabolismo energético. No presente estudo, avaliamos inicialmente o efeito obesogênico da dieta ocidental em camundongos Swiss por 16 semanas a partir do desmame. Para tal, analisamos a ingestão alimentar, evolução da massa corporal, Índice de Lee, peso das gorduras epididimal e retroperitoneal, peso e morfologia do fígado, relação entre o peso do fígado/massa corporal, peso do ventrículo esquerdo (VE)/massa corporal, glicemia de jejum e teste intraperitoneal de tolerância à glicose. Avaliamos também o consumo de oxigênio das fibras cardíacas através da respirometria de alta resolução. Além disso, o conteúdo das proteínas envolvidas no metabolismo energético: Carnitina Palmitoil Transferase 1 (CPT1), proteína desacopladora 2 (UCP2), Transportadores de glicose 1 e 4 (GLUT1 e GLUT4), proteína quinase ativada por AMP (AMPK), proteína quinase ativada por AMP fosforilada (pAMPK), receptor de insulina β (IRβ) e substrato do receptor de insulina 1 (IRS-1) foi determinado por western blotting. Nossos resultados confirmaram o caráter obesogênico da dieta ocidental, visto que os camundongos submetidos a esta dieta (GO), apresentaram-se hiperfágicos (P<0,001) e obesos (72,031,82, P<0,001), com aumento progressivo no ganho de massa corporal. Além do aumento significativo dos parâmetros: Índice de Lee (362,902,44, P<0,001), gorduras epididimal e retroperitonial (3,310,15 e 1,610,11, P<0,001), relação entre o peso do fígado/massa corporal (0,060,003, P<0,001) e peso de ventrículo esquerdo (VE)/massa corporal (0,080,002, P<0,01), hiperglicemia de jejum (192,1014,75, P<0,01), intolerância à glicose (P<0,05, P<0,01) e deposição ectópica de gordura no fígado. A respirometria de alta resolução evidenciou disfunção mitocondrial cardíaca no grupo GO, com reduzida capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos (P<0,001) e aumento do desacoplamento entre a fosforilação oxidativa e a síntese de ATP (P<0,001). Os resultados de western blotting evidenciaram aumento nos conteúdos de CPT1 (1,160,08, P<0,05) e UCP2 (1,080,06, P<0,05) e redução no conteúdo de IRS-1 (0,600,08, P<0,05). Não houve diferença significativa nos conteúdos de GLUT1, GLUT4, AMPK, pAMPK, pAMPK/AMPK e IRβ. Em conclusão, o consumo da dieta ocidental resultou no desenvolvimento de obesidade com disfunção mitocondrial associada a alterações no metabolismo energético.