Anti-inflammatory effect of atorvastatin ameliorates insulin resistance in monosodium glutamate-treated obese mice

Considering that inflammation contributes to obesity-induced insulin resistance and that statins have been reported to have other effects beyond cholesterol lowering, the present study aimed to it whether atorvastatin treatment has anti-inflammatory action in white adipose tissue of obese mice, consequently improving insulin sensitivity. Insulin sensitivity in vivo (by insulin tolerance test); metabolic-hormonal profile; plasma tumor necrosis factor (TNF)-alpha, interleukin (IL)-6, and adiponectin; adipose tissue immunohistochemistry; glucose transporter (GLUT) 4; adiponectin; INF-alpha; IL-1 beta; and IL-6 gene expression; and I kappa B kinase (IKK)-alpha/beta activity were assessed in 23-week-old monosodium glutamate induced obese mice untreated or treated with atorvastatin for 4 weeks. Insulin-resistant obese mice had increased plasma triglyceride, insulin, TNF-alpha, and IL-6 plasma levels. Adipose tissue of obese animals showed increased macrophage infiltration, IKK-alpha (42%, P < .05) and IKK-beta (73%, P < .05) phosphorylation, and INF-alpha and IL-6 messenger RNA (mRNA) (similar to 15%, P < .05) levels, and decreased GLUT4 mRNA and protein (30%, P < .05) levels. Atorvastatin treatment lowered cholesterol, triglyceride, insulin, INF-alpha, and IL-6 plasma levels, and restored whole-body insulin sensitivity. In adipose tissue, atorvastatin decreased macrophage in and normalized IKK-alpha/beta phosphorylation; INF-alpha, IL-6, and GLUT4 mRNA; and GLUT4 protein to control levels. The present findings demonstrate that atorvastatin has anti-inflammatory effects on adipose tissue of obese mice, which may be important to its local and whole-body insulin-sensitization effects. (C) 2010 Published by Elsevier Inc.

eNOS T-786C polymorphism affects atorvastatin-induced changes in erythrocyte membrane fluidity

Statins have pleiotropic effects, including endothelial nitric oxide synthase (eNOS) upregulation and increased nitric oxide formation, which can be modulated by a genetic polymorphism in the promoter region of the eNOS gene (T-786C). Here, we report our investigation of whether this polymorphism modulates the effects of atorvastatin on the fluidity of erythrocyte membranes. We genotyped 200 healthy subjects (males, 18-60 years of age) and then randomly selected 15 of these with the TT genotype and 15 with the CC genotype to receive placebo or atorvastatin (10 mg/day oral administration) for 14 days. Cell membrane fluidity was evaluated by electron paramagnetic resonance (EPR) and spin-labeling method. The EPR spectra were registered on a VARIAN-E4 spectrometer. Thiobarbituric acid-reactive species (TBA-RS) and plasma membrane cholesterol were determined in the erythrocytes. Atorvastatin reduced membrane fluidity in CC subjects (P < 0.05) but not in those with the TT genotype (P > 0.05). While no significant differences were found in plasma membrane cholesterol concentrations, higher TBA-RS concentrations were found in the CC subjects than in the TT subjects (P < 0.05). These findings suggest that a short treatment with atorvastatin is disadvantageous to subjects with the CC genotype for the T-786C polymorphism compared to those with TT genotype, at least in terms of the hemorheological properties of erythrocytes.

cis-4-decenoic acid provokes mitochondrial bioenergetic dysfunction in rat brain

Aims: In the present work we investigated the in vitro effect of cis-4-decenoic acid, the pathognomonic metabolite of medium-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency, on various parameters of bioenergetic homeostasis in rat brain mitochondria. Main methods: Respiratory parameters determined by oxygen consumption were evaluated, as well as membrane potential, NAD(P)H content, swelling and cytochrome c release in mitochondrial preparations from rat brain, using glutamate plus malate or succinate as substrates. The activities of citric acid cycle enzymes were also assessed. Key findings: cis-4-decenoic acid markedly increased state 4 respiration, whereas state 3 respiration and the respiratory control ratio were decreased. The ADP/O ratio, the mitochondrial membrane potential, the matrix NAD(P)H levels and aconitase activity were also diminished by cis-4-decenoic acid. These data indicate that this fatty acid acts as an uncoupler of oxidative phosphorylation and as a metabolic inhibitor. cis-4-decenoic acid also provoked a marked mitochondrial swelling when either KCl or sucrose was used in the incubation medium and also induced cytochrome c release from mitochondria, suggesting a non-selective permeabilization of the inner mitochondria! membrane. Significance: It is therefore presumed that impairment of mitochondrial homeostasis provoked by cis-4-decenoic acid may be involved in the brain dysfunction observed in medium-chain acyl-CoA dehydrogenase deficient patients. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Efeito in vitro dos ácidos etilmalônico e metilsucínico sobre as atividades enzimáticas dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial e da creatina quinase em córtex cerebral, músculo esquelético e músculo cardíaco de ratos jovens

A deficiência de desidrogenase das acil-CoA de cadeia curta (SCAD) é um erro inato do metabolismo devido a um defeito no último ciclo de β-oxidação, sendo específica para ácidos graxos de cadeia curta (4 a 6 carbonos), resultando no acúmulo de ácidos orgânicos de cadeia curta, principalmente dos ácidos etilmalônico e metilsucínico, formados pela metabolização por rotas secundárias do butiril-CoA acumulado. A deficiência de SCAD manifesta-se principalmente no período neonatal ou durante a infância e até mesmo na idade adulta. Os achados clínico-laboratoriais são heterogêneos, incluindo acidose metabólica, acidose lática, vômitos, atraso no desenvolvimento, convulsões, fraqueza muscular e miopatia crônica. No entanto, o sintoma mais comum apresentado pelos pacientes portadores dessa deficiência é a disfunção neurológica, a qual pode estar relacionada ao acúmulo de ácidos orgânicos de cadeia curta e sua toxicidade ao sistema nervoso central. No presente trabalho nosso objetivo foi investigar o efeito in vitro dos ácidos etilmalônico e metilsucínico sobre algumas atividades enzimáticas fundamentais para o metabolismo energético. Visando contribuir para uma melhor compreensão da fisiopatogenia dessa doença testamos o efeito desses metabólitos sobre a atividade dos complexos da cadeia respiratória e da creatina quinase em córtex cerebral, músculo esquelético e músculo cardíaco de ratos jovens. Verificamos que os ácidos etilmalônico e metilsucínico, na concentração de 1 mM, inibiram significativamente a atividade do complexo I+III da cadeia respiratória em córtex cerebral de ratos, porém não alteraram a atividade dos demais complexos da cadeia respiratória (II, SDH, II+III, III e IV) nesses tecido bem como não alteraram a atividade de todos os complexos da cadeia repiratória em músculo esquelético e músculo cardíaco dos ratos nas concentrações de 1 e 5 mM. Observamos também que o ácido etilmalônico (1 e 2,5 mM) reduziu de forma significativa a atividade total de creatina quinase em córtex cerebral de ratos, mas não alterou essa atividade nos músculos esquelético e cardíaco. Por outro lado o ácido metilsucínico não modificou a atividade total da creatina quinase em nenhum dos três tecidos estudados, córtex cerebral, músculo esquelético e músculo cardíaco de ratos. Testamos então o efeito do ácido etilmalônico sobre a atividade da creatina quinase nas frações mitocondrial e citosólica de córtex cerebral, músculo cardíaco e músculo esquelético de ratos. O ácido (1 e 2,5 mM) inibiu significativamente a atividade da creatina quinase apenas na fração mitocondrial de córtex cerebral. Demostramos também que o antioxidante glutationa (1 mM) preveniu o efeito inibitório do ácido etilmalônico sobre a atividade total da creatina quinase em córtex cerebral. A glutationa (0,5 mM) e o ácido ascórbico (0,5 mM) também preveniram o efeito inibitório do ácido etilmalônico sobre a atividade da creatina quinase na fração mitocondrial de córtex cerebral. Por outro lado a adição de L-NAME ou trolox não alterou o efeito inibitório do ácido etilmalônico sobre a atividade da creatina quinase. Esses resultados indicam que o ácido etilmalônico possui um efeito inibitório específico sobre a isoforma mitocondrial da creatina quinase do cérebro, ou seja, sobre a CKmi a, não afetando a isoenzima citosólica cerebral ou as isoenzimas citosólicas e mitocondrial presentes no músculo esquelético e no músculo cardíaco. Além disso, o efeito da glutationa, que atua como um agente redutor de grupos tióis, indica que a ação inibitória do ácido etilmalônico sobre a creatina quinase pode estar relaciona à oxidação de grupos sulfidrila essenciais à atividade da enzima. Já a prevenção do efeito inibitório do ácido etilmalônico causada pelo ácido ascórbico sugere que o ácido pode estar envolvido com a formação dos radicais superóxido e hidroxila, uma vez que este agente antioxidante atua sobre esses radicais livres. Essas observações em seu conjunto indicam que os ácidos etilmalônico e metilsucínico comprometem o metabolismo energético cerebral através da inibição de atividades enzimáticas essenciais para a produção e transporte de energia pela célula. É, portanto, possível que esse possa ser um dos mecanismos envolvidos com o dano cerebral que ocorre nos pacientes afetados por deficiência de SCAD.

Efeito dos ácidos etilmalônico e metilsucínico sobre alguns parâmetros do sistema glutamatérgico e de estresse oxidativo em cérebro de ratos

A deficiência da enzima desidrogenase de acil-CoA de cadeia curta (SCAD) é um erro inato do metabolismo potencialmente letal que afeta o último ciclo da oxidação de ácidos graxos. O bloqueio da rota na conversão de n-butiril-CoA a acetil-CoA resultante da deficiência enzimática leva ao acúmulo tecidual e aumento da concentração nos líquidos biológicos predominantemente dos ácidos etilmalônico e metilsucínico. Os pacientes afetados apresentam episódios de acidose metabólica intermitente, hiperamonemia, coma e acidose neonatal com hiperreflexia, miopatia por depósito de lipídios e hipotonia. Os sinais e sintomas dessa doença são variáveis, podendo aparecer em qualquer idade, do nascimento à vida adulta, e em combinações variáveis, freqüentemente levando a episódios ameaçadores à vida de descompensação metabólica depois de um período de ingesta inadequada de calorias e/ou doença intercorrente. Tendo em vista que a patogênese do dano cerebral na deficiência da SCAD é pouco conhecida, no presente estudo investigamos a ação dos ácidos etilmalônico e metilsucínico sobre alguns parâmetros envolvendo o sistema glutamatérgico e a produção de estresse oxidativo em cérebro de ratos jovens. Observamos inicialmente que o ácido etilmalônico promoveu uma diminuição significativa na captação de L-[3H]glutamato por fatias de córtex nas concentrações de 0,01, 0,1 e 1,0 mM. Já nas técnicas relacionadas à união de L-[3H]glutamato em membranas sinápticas plasmáticas, o ácido provocou uma diminuição da ligação de L-[3H]glutamato às membranas na ausência de sódio em todas as concentrações testadas (0,01 – 1,0 mM) e, quando em presença de sódio, houve diminuição da união somente na concentração de 1,0 mM do ácido. Por outro lado, não foi verificado qualquer efeito desse ácido sobre a captação vesicular de L-[3H]glutamato nas concentrações utilizadas. O ácido metilsucínico comportou-se de forma semelhante ao ácido etilmalônico nos parâmetros de captação de L-[3H]glutamato por fatias e união de L-[3H]glutamato em membranas sinápticas plasmáticas. Houve uma diminuição da captação de glutamato por fatias de córtex cerebral, uma diminuição da união de L-[3H]glutamato na ausência de sódio em todas as concentrações e, na presença de sódio, uma diminuição da captação apenas na concentração de 1,0 mM. Por outro lado, distintamente do que ocorreu com o ácido etilmalônico, na captação vesicular observamos uma diminuição da captação em todas as concentrações testadas. Nossos resultados demonstram, desta forma, alterações importantes no sistema glutamatérgico pelos ácidos acumulados na deficiência da desidrogenase de acil-CoA de cadeia curta. A etapa seguinte foi investigar o efeito dos ácidos etilmalônico e metilsucínico sobre parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos jovens: medida do potencial antioxidante total (TRAP), medida das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS) e medida de quimiluminescência. Foi verificado que os dois ácidos não afetam a lipoperoxidação, medida através do TBA-RS e quimiluminescência e tampouco as defesas antioxidantes não-enzimáticas, medidas através do TRAP. Embora não tenhamos medido o efeito dos ácidos sobre as defesas enzimáticas antioxidantes representadas pelas enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase, os resultados dos parâmetros analisados no presente trabalho sugerem que os ácidos acumulados na deficiência da SCAD não produzem estresse oxidativo.

Efeito in vitro dos ácidos glutárico e 3-hidroxiglutárico sobre alguns parâmetros do sistema glutamatérgico em córtex cerebral de ratos e em astrócitos cultivados de córtex de ratos

A acidemia glutárica tipo I (AG I) é um erro inato do metabolismo de herança autossômica recessiva que se caracteriza bioquimicamente pela deficiência da atividade da enzima glutaril-CoA desidrogenase da rota de degradação dos aminoácidos lisina, hidroxilisina e triptofânio. O bloqueio da rota na conversão de glutaril-CoA à crotonil-CoA e resultante da deficiência enzimática leva ao acúmulo tecidual e aumento da concentração nos líquidos biológicos predominantemente dos ácidos glutárico e 3-hidroxiglutárico e, em alguns casos, do ácido glutacônico. Os pacientes afetados apresentam sintomas neurológicos especialmente após crises encefalopáticas, comuns no primeiro ano de vida, em que ocorre necrose bilateral dos gânglios da base, degeneração do globo pálido e da substância branca. Tendo em vista que a patogênese do dano cerebral na AG I é pouco conhecida e que as lesões do SNC dos pacientes muito se assemelham às lesões devido à excitotoxicidade, no presente estudo investigamos a ação dos ácidos glutárico e 3-hidroxiglutárico sobre alguns parâmetros neuroquímicos envolvendo o sistema glutamatérgico em córtex cerebral e astrócitos cultivados de córtex cerebral de ratos. Alguns desses parâmetros já haviam sido testados previamente com o ácido glutárico. Observamos que o ácido 3-hidroxiglutárico, em concentrações de 10 µM a 1 mM, não alterou a captação de L-[3H]glutamato por preparações sinaptossomais. Verificamos também que os ácidos glutárico e 3- hidroxiglutárico, nas mesmas concentrações, não alteraram a liberação do L- [3H]glutamato por estas estruturas em condições basais ou estimuladas (despolarizadas) por potássio (20 mM e 40 mM). Já nos ensaios de união do L- [3H] glutamato a membranas plasmáticas, o ácido 3-hidroxiglutárico inibiu a união do neurotransmissor em meio de incubação sem sódio e cloreto (sítios receptores), quando em baixas concentrações (1 µM a 100 µM), enquanto não alterou esta união em altas concentrações (500 µM a 2 mM). Na presença de alto sódio (sítios transportadores), ambos os ácidos inibiram a união de L- [3H]glutamato em todas as concentrações testadas (10 µM a 1 mM). Outros experimentos demonstraram que o ácido 3-hidroxiglutárico não alterou a captação vesicular de L-[3H]glutamato. Avaliamos também a influência dos ácidos glutárico e 3-hidroxiglutárico sobre a captação de L-[3H]glutamato por astrócitos cultivados de córtex cerebral. Inicialmente verificamos a viabilidade destas células na presença dos ácidos pelo teste do MTT que reflete a atividade das desidrogenases mitocondriais e também pela liberação de lactato desidrogenase para o meio de incubação. Na concentração de 1 mM , os ácidos glutárico e 3- hidroxiglutárico não se mostraram citotóxicos para estas células. Por outro lado, quando incubados por 60 minutos, nas concentrações de 50 µM e 1mM, aumentaram significativamente a captação de L-[3H]glutamato pelos astrócitos.

Uso estratégico da tecnologia de informação no agribusiness: modelo conceitual para a gestão de estoques e custos de café por qualidade

Os produtores e as Cooperativas de Produtores de Café atuam em um ambiente incerto e competitivo, e estão enfrentando dificuldades de adaptação ao novo cenário econômico e tecnológico mundial. Para ter sucesso no empreendimento é necessário não apenas saber produzir, mas principalmente saber comercializar o café. O tradicional problema de decisão sobre como determinar o melhor momento de vender o café foi agravado pela globalização econômica (aumento da concorrência e crescente exigência em qualidade) e pelo advento da Tecnologia da Informação - TI - (grande quantidade de informações sobre o mercado de café, obtidas de modo desestruturado e às vezes de idoneidade duvidosa). Para avaliar oportunidades e realidades do uso estratégico da TI para a gestão das cooperativas de cafeicultores, considerou-se neste trabalho um problema específico: a questão do controle de estoques de café e a apuração de seus custos por qualidade. Os modelos gerenciais tradicionalmente utilizados envolvem sistemas convencionais de controle de estoque e análise de custos, mas controlam apenas as quantidades estocadas por tipo de café, não controlando seus custos. Normalmente consideram como custo a média dos preços de compra de café, em um determinado período. Assim impossibilitam o conhecimento do verdadeiro custo do produto vendido de acordo com sua qualidade, comprometendo a apuração de sua real margem de lucro em cada operação de venda. Logo, o resultado real das compras e vendas de café só é conhecido quando analisado um longo período, porque sofre influência das flutuações dos vários tipos de café que são comercializados. Partiu-se da hipótese de que o conhecimento da dinâmica da informação no complexo agroindustrial do café e o uso da Tecnologia de Informação como estratégia para instrumentalizar as decisões e melhorar o desempenho na comercialização de café pelas cooperativas de produtores possibilitam uma melhor organização e avaliação das informações necessárias para o planejamento da comercialização por essas cooperativas, aumentando a rentabilidade e contribuindo para a profissionalização do setor. Utilizando a TI para a integração do sistema de controle de estoques, comercialização e custos, foi desenvolvido um modelo conceitual para o gerenciamento dos estoques e custos de café por qualidade, visando a contribuir para a melhoria dos resultados obtidos pelas cooperativas. O estudo partiu da determinação das variáveis envolvidas no processo de comercialização do café. Desenvolveu-se um modelo conceitual para auxiliar o controle e o conhecimento do real custo do café por qualidade, possibilitando a correta apuração do resultado econômico, contribuindo para melhorar o controle estratégico dos estoques de café e o planejamento operacional do preparo dos blends. Em anexo, apresentam-se planilhas simulando a operação do modelo. O uso deste modelo permite que os administradores se antecipem aos problemas, reduzindo riscos e descobrindo oportunidades através de um melhor uso do recurso informação, gerando ganhos em competitividade. O modelo conceitual apresentado integra a gestão de estoques com o gerenciamento de custos de café por qualidade. Parte de uma visão ampliada da administração da cooperativa, considerando o trabalho dentro e fora da empresa, relacionando os controles de estoques da cooperativa e do cooperado, fisico e "virtual" (estoque do cooperado que EAESP/FGV - COA - Luciel Henrique de Oliveira - 1998 6 foi utilizado) e o mercado consumidor, possibilitando um controle mais eficiente para a redução do risco da cooperativa. O conhecimento das caracteristicas dos tipos de café por qualidade, que compõem o controle de estoque fisico e que fazem flutuar a conta opção, traz maior autonomia e segurança. O modelo atende ao desafio da melhoria contínua da qualidade da gestão, através da visão integrada da empresa, possibilitando o conhecimento real dos custos envolvidos e da margem de lucro, por qualidade, em cada operação. Busca-se um melhor controle das operações, dos custos dos produtos vendidos, de acordo com sua qualidade e sua margem de lucro em cada operação de venda, possibilitando um melhor planejamento da comercialização pelas cooperativas. Ao propor um novo modelo, integrando a análise custos e qualidade, o trabalho provocou o exame de vários procedimentos atualmente em uso, preparando o ambiente da empresa para uma nova mentalidade gerencial. Fez com que procedimentos relacionados à qualidade do café fossem devidamente estruturados no modelo de operação da empresa, servindo de referência para os trabalhos rumo à integração gerencial e à certificação ISO 9002, exigência do mercado externo e tendência no mercado interno. Deste modo, a cooperativa iniciou um processo de melhoria contínua, com a constante identificação de oportunidades, inspecionando e atualizando índices, levantando problemas e propondo soluções. O trabalho traz uma colaboração aos estudos de gestão integrada no agribusiness do café. A inovação ocorre através do desenvolvimento de um modelo conceitual de gestão de estoques e custos por qualidade, aliado ao modelo de gestão econômica, contribuindo para a melhoria da administração e do desempenho do setor. Aponta uma oportunidade de se dar um avanço para a gerência de custos e riscos, tornando o setor mais competitivo e de acordo com a nova cultura empresarial e com os padrões de competição de mercado.

Efeito in vitro dos ácidos 2-metilacetoacético e 2-metil-3-hidroxibutírico sobre alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens

As deficiências da β-cetotiolase mitocondrial e da 2-metil-3-hidroxibutiril-CoA desidrogenase (MHBD) são erros inatos do catabolismo da isoleucina. Os pacientes afetados pela deficiência da β-cetotiolase apresentam crises agudas de cetose e acidose metabólica, podendo apresentar convulsões que podem evoluir ao coma e morte. Bioquimicamente, são caracterizados por excreção urinária aumentada de ácido 2-metilacetoacético (MAA), 2-metil-3-hidroxibutírico (MHB) e tiglilglicina (TG). Alguns indivíduos apresentam acidemia láctica durante as crises de descompensação metabólica. Por outro lado, os indivíduos afetados pela deficiência da MHBD são caracterizados por retardo mental, convulsões e acidose láctica severa, apresentando excreção urinária aumentada de MHB e TG. O aumento do ácido láctico em ambas as enfermidades sugere um comprometimento do metabolismo energético. Tendo em vista que os mecanismos fisiopatogênicos de ambas desordens são totalmente desconhecidos e que os achados bioquímicos sugerem um déficit na produção de energia dos pacientes, o presente trabalho teve por objetivo investigar os efeitos in vitro do MAA e do MHB sobre alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens. Nossos resultados demonstraram que o MAA inibiu a produção de CO2 a partir de glicose, acetato e citrato, indicando um bloqueio do ciclo do ácido cítrico. Em adição, o complexo II da cadeia respiratória bem como a enzima succinato desidrogenase foram inibidos na presença do MAA. Portanto, é possível que a inibição da cadeia respiratória tenha levado à inibição secundária do ciclo de Krebs. As enzimas Na+,K+-ATPase e creatina quinase (CK) não foram afetadas pelo MAA. O MHB inibiu a produção de CO2 a partir dos três substratos testados bem como o complexo IV da cadeia respiratória, sugerindo que a inibição da cadeia respiratória tenha levado à inibição da produção CO2 pelo ciclo de Krebs. A enzima Na+,K+- ATPase não foi afetada pelo ácido. No entanto, o MHB inibiu a atividade total da CK às custas da CK mitocondrial (mi-CK). A presença do inibidor da enzima óxido nítrico sintase L-NAME e do antioxidante glutationa reduzida (GSH) preveniram a inibição da atividade total da CK, enquanto que a GSH preveniu a inibição da mi-CK, sugerindo que os efeitos do MHB sobre a CK estejam relacionados à oxidação de grupamentos tióis essenciais à atividade enzimática. Tais resultados sugerem que o metabolismo energético cerebral é inibido in vitro pelo MAA e pelo MHB. Caso estes achados se confirmem nas deficiências da β-cetotiolase e da MHBD, é possível que um prejuízo no metabolismo energético causado pelo acúmulo destes metabólitos possa explicar, ao menos em parte, o dano neurológico encontrado nos pacientes portadores destas doenças.

Efeitos in vivo e in vitro do ácido glutárico sobre parâmetros bioquímicos do metabolismo energético em cérebro médio, músculo esquelético e músculo cardíaco de ratos jovens

O ácido glutárico (AG) é o principal metabólito acumulado nos tecidos e fluidos corporais de pacientes afetados por acidemia glutárica tipo I (AG I), um erro inato do metabolismo da via catabólica dos aminoácidos lisina, hidroxilisina e triptofano causado pela deficiência severa da atividade da enzima glutaril-CoA desidrogenase. Clinicamente, os pacientes apresentam macrocefalia ao nascimento e uma hipomielinização ou desmielinização progressiva do córtex cerebral. Crises de descompensação metabólica com encefalopatia aguda ocorrem nestes pacientes principalmente entre 3 e 36 meses de vida, levando a uma marcada degeneração estriatal, que é a principal manifestação neurológica da doença. Depois de sofrer essas crises, os pacientes apresentam distonia e discinesia que progridem rapidamente e os incapacita para as atividades normais. Apesar dos sintomas neurológicos severos e achados neuropatológicos com atrofia cerebral, os mecanismos que levam ao dano cerebral na AG I são pouco conhecidos. O objetivo inicial do presente trabalho foi desenvolver um modelo animal por indução química de AG I através da injeção subcutânea do AG em ratos Wistar de forma que os níveis cerebrais deste composto atinjam concentrações similares aos encontrados em pacientes (~0,5 mM) para estudos neuroquímicos e comportamentais. Observamos que o AG atingiu concentrações no cérebro aproximadamente 10 vezes menores do que no plasma e 5 vezes menores do que nos músculos cardíaco e esquelético. O próximo passo foi investigar o efeito desse modelo sobre parâmetros do metabolismo energético no cérebro médio, bem como nos tecidos periféricos (músculo cardíaco e músculo esquelético) de ratos de 21 dias de vida Verificamos que a produção de CO2 a partir de glicose não foi alterada no cérebro médio dos ratos, bem como a atividade da creatina quinase no cérebro médio, músculo cardíaco e músculo esquelético. A atividade do complexo I-III da cadeia respiratória estava inibida em cérebro médio de ratos (25%), enquanto no músculo esquelético estavam inibidas as atividades dos complexos I-III (25%) e II-III (15%) e no músculo cardíaco não foi encontrada nenhuma inibição dos complexos da cadeia respiratória. Em seguida, testamos o efeito in vitro do AG sobre os mesmos parâmetros do metabolismo energético e observamos uma inibição das atividades do complexo I-III (20%) e da sucinato desidrogenase (30%) no cérebro médio na concentração de 5 mM do ácido. A produção de CO2, a partir de glicose e acetato, e a atividade da creatina quinase não foram alteradas pelo AG no cérebro médio dos animais. Assim, concluímos que o AG interfere no metabolismo energético celular, o que poderia explicar, ao menos em parte, a fisiopatogenia da AG I.

Análise do polímero PHA em Saccharomyces cerevisiae recombinante : superexpressão de phaG, e a contribuição in vivo das enzimas auxiliares envolvidas na beta-oxidação de ácidos graxos insaturados em peroxissomos

Os polímeros do tipo poli-hidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres bacterianos que apresentam as propriedades de termoplásticos e elastômeros biodegradáveis. A síntese deste polímero em plantas de interesse agroindustrial tem sido vista como uma área promissora dentro da biotecnologia de polímeros para a produção em grande escala com baixos custos. Contudo, esta tarefa requer o aprimoramento de diferentes metodologias bioquímicas e moleculares, além de maximizar os processos de extração destes polímeros biológicos. A produção de PHAs em peroxissomos ou no citoplasma de Saccharomyces cerevisiae, por meio da expressão de uma PHA-sintase bacteriana, pode servir como indicador e modulador do fluxo de carbonos que percorre vias biossintéticas como a síntese de novo de ácidos graxos e a β-oxidação. Esta levedura tem sido usada como eucarioto modelo para manipular as rotas envolvidas na síntese de PHAs do tipo MCL (PHA com um número médio de carbonos), um polímero menos cristalino e com menor ponto de fusão quando comparado ao PHA-SCL (PHA com um número pequeno de carbonos). A enzima PhaG (3-hidroxidecanoil-ACP-CoA transacilase) é responsável pela conexão entre a síntese de ácidos graxos e a produção de PHA-MCL em bactérias do gênero Pseudomonas, em meios de cultura contendo uma fonte de carbono nãorelacionada como gliconato, etanol ou acetato. Para tentar estabelecer esta rota metabólica em S. cerevisiae, o presente trabalho avaliou a coexpressão de PhaGPa e PhaC1Pa (PHA-sintase) de P. aeruginosa para a síntese de PHA-MCL a partir de uma fonte de carbono não-relacionada em leveduras. Contudo, a presença de PhaGPa não alterou a composição ou a quantidade de PHA-MCL em relação à cepa controle contendo apenas PhaC1Pa citoplasmática ou direcionada ao peroxissomo, independentemente da fonte de carbono utilizada (rafinose ou ácido oléico). Este resultado permite sugerir que a ligação entre a síntese de ácidos graxos e a produção de PHA-MCL em S. cerevisiae não foi estabelecida, provavelmente devido à ausência de algum passo enzimático que limita o desvio de substratos da síntese de ácidos graxos para a produção de PHA-MCL em organismos que não são capazes de acumular naturalmente este polímero quando cultivados em fontes de carbono não-relacionadas.A levedura S. cerevisiae tem sido usada como um sistema modelo para estudar a β-oxidação de ácidos graxos insaturados em peroxissomos. A produção de PHA-MCL pela expressão de PhaC1Pa em peroxissomos de cepas selvagens e mutantes nulos de S. cerevisiae para as enzimas auxiliares da β-oxidação (Eci1p, Sps19p e Dci1p), multiplicadas em meio de cultivo contendo um ácido graxo insaturado como fonte de carbono, permitiu monitorar o fluxo de carbonos que percorre as vias dependente de isomerase, redutase e di-isomerase. Desta forma, o presente estudo permitiu avaliar a β- oxidação in vivo dos ácidos graxos linoléico conjugado, 9-cis,11-trans-CLA (ácido rumênico) ou 10-cis,13-cis-nonadecadienóico, para determinar a contribuição das vias alternativas na degradação destes substratos pela utilização de cepas selvagens, mutantes nulos e linhagens contendo um plasmídio multicópia para os genes ECI1 (Δ3- Δ2-enoil-CoA isomerase), SPS19 (2,4-dienoil-CoA redutase) e DCI1 (Δ3,5-Δ2,4-dienoil- CoA isomerase). As linhagens selvagens foram capazes de sintetizar PHA-MCL quando cultivadas em ácido rumênico, mas a atividade da enzima Eci1p foi essencial para a degradação deste CLA, indicando que a via dependente de isomerase é a única rota in vivo necessária para a β-oxidação do ácido rumênico em peroxissomos de S. cerevisiae. A contribuição da enzima di-isomerase (Dci1p) para a degradação do ácido 10- cis,13-cis-nonadecadienóico foi avaliada em cepas selvagens, mutantes nulos dci1Δ e linhagens de S. cerevisiae contendo os plasmídeos multicópia. De acordo com o conteúdo e a quantidade de PHA formado, a β-oxidação de ácidos graxos cisinsaturados em um carbono ímpar é, in vivo, independente da di-isomerase. Embora este resultado possa indicar o mesmo padrão de envolvimento de Dci1p na degradação de ácidos graxos cis-insaturados em um carbono ímpar em mitocôndrias de mamíferos, esta via alternativa deve ser mais bem investigada em eucariotos superiores.

Efeito do ácido glutárico sobre parâmetros do sistema glutamatérgico em cérebro de ratos ao longo do desenvolvimento

A acidemia glutárica do tipo I (AG I) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência da glutaril-CoA desidrogenase (GCDH), uma enzima responsável pelo catabolismo da lisina, hidroxilisina e triptofano. A deficiência da atividade da GCDH leva ao acúmulo nos fluidos corporais e no cérebro predominantemente de ácido glutárico (AG) e em menor grau do ácido 3- hidroxiglutárico e do ácido glutacônico. Clinicamente, os pacientes apresentam macrocefalia ao nascimento e uma hipomielinização ou desmielinização progressiva do córtex cerebral. Crises de descompensação metabólica ocorrem usualmente entre 6 e 24 meses de vida, resultando numa destruição irreversível de regiões cerebrais suscetíveis, em particular o estriado, e subseqüentemente alterações severas dos movimentos, como distonia e discinesia. Apesar dos sintomas neurológicos severos e alterações neuropatológicas cerebrais importantes (atrofia cerebral), os mecanismos que levam ao dano cerebral na AG I são pouco conhecidos. No presente estudo, investigamos o efeito in vitro do AG sobre vários parâmetros do sistema glutamatérgico, tais como a união de glutamato a membranas plasmáticas sinápticas na presença e ausência de sódio, a captação de glutamato por fatias cerebrais e a liberação de glutamato induzida por potássio por preparações sinaptossomais de córtex cerebral e estriado ou cérebro médio de ratos ao longo do desenvolvimento. Primeiro, observamos que o AG diminui a união de glutamato Na+-independente a membranas sinápticas de córtex cerebral e cérebro médio de ratos de 7 e 15 dias de vida, evidenciando uma possível competição entre o glutamato e o AG por sítios de receptores glutamatérgicos. Visto que uma diminuição da união de glutamato Na+- independente pode representar uma interação do AG com receptores glutamatérgicos, investigamos se AG interage com receptores glutamatérgicos pela adição de antagonistas de receptores NMDA e não-NMDA. Verificamos que, em córtex cerebral de ratos de 15 dias de vida, o AG e o CNQX (antagonista de receptores não-NMDA) diminuem a união de glutamato em 20 e 40 %, respectivamente, e que a co-incubação desses compostos não provoca um efeito aditivo, sugerindo que a união do AG e do CNQX ao receptor não-NMDA ocorre provavelmente através do mesmo sítio. Resultados semelhantes foram encontrados em cérebro médio de ratos de 15 dias de vida. Por outro lado, o AG não alterou a união de glutamato na presença de sódio tanto em córtex cerebral como em cérebro médio e/ou estriado, sugerindo que o AG não compete pelos transportadores de glutamato. Também observamos que o AG diminui a captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos de 7 dias de vida, o que pode provavelmente resultar num excesso de glutamato na fenda sináptica levando à excitotoxicidade, o que pode ser relacionado com o dano cerebral característico dos pacientes com AG I. A inibição da captação de glutamato por fatias não foi prevenida pela pré-incubação com creatina e N-acetilcisteína, sugerindo que essa ação do AG provavelmente não se deva a um efeito indireto reduzindo o metabolismo energético ou aumentando a produção de radicais livres. Finalmente, verificamos que o AG não alterou a liberação de glutamato estimulada por potássio por sinaptossomas. Assim, concluímos que o AG pode alterar o sistema glutamatérgico durante o desenvolvimento cerebral, resultando em possíveis ações deletérias sobre o SNC que podem explicar ao menos em parte a neuropatogenia da AG I.

Effects of Statin and Aerobic Physical Exercise Association in the Cardiomyocytes of the Rat. Morphometric Study

Physical exercise and statins, recommended interventions to dyslipidaemia treatment, are independently related to cardiomyocytes alterations, characterized by miocardic hypertrophy and apoptosis, respectively. Thus, the objective of the present study was to analyze the effects of statin and aerobic physical exercise association in the morphometric parameters of cardiac cell nucleus. 40 male rats adults were divided into four groups: exercised (DE); sedentary (DS), exercised and statin use (DES); sedentary and statin use (DSS). The animals received during the whole experimental period a hiperlipidic diet added 20% of coconut oil and 1.25% of cholesterol; after 30 days of its ingestion, a blood collection was made to verify the dyslipidaemia. Simvastatin (20 mg) was taken five days a week, during eight weeks. During this period, the animals exercised 60 minutes daily in the treadmill. After the last day of the protocol, the cardiac muscle was collected and maintained in liquid nitrogen (-180 degrees C); the cuts were stained by Hematoxilin-Eosin method, and the cardiac fibers were submitted to the nuclear morphometric analyses. The data were analyzed using descriptive analyses, paired T test, Kruskal-Wallis test and Dunn post hoc test; for all analyses, it was adopted p<0.05. It was verified that the group receiving statin presented values statistically significant in comparison to the other groups, in the tridimensional and linear variables. The exercised and statin group, the values obtained in the morphometric analyses were similar to the control group. It is suggested that statins alone can cause alterations in the nucleus of cardiac cells that can be related to apoptosis occurrence and, when exercise is practiced associated to statin administration, the effects of statin can be reduced, what can be related to beneficial adaptations of cardiac mitochondrial in response to physical exercise, turning them more resistant to apoptotic stimuli.

Muscle response to the association of statin and physical exercise in rats

Physical exercise and statins, which are recommended for the treatment of dyslipidemia, are independently associated to the occurrence of muscle injury. The objective is analyze the effect of aerobic exercise associated to the use of simvastatin on the morphology of the gastrocnemius muscle. Thirty Wistar rats were divided into six groups, two of which received a standard diet (1 sedentary and 1 exercised) and four (1 sedentary with medication, 1 sedentary without medication, 1 exercised with medication, 1 exercised without medication) received a hypercholesterolemic diet (standard diet with the addition of cholesterol and coconut oil). Simvastatin (20 mg/Kg) was administered five days a week for eight weeks, together with aerobic training on a treadmill (9.75 m/min) for 60 minutes a day. The gastrocnemius muscle was removed, sliced, stained with Hematoxylin-Eosin and submitted to a histochemical reaction to determine mitochondrial activity. The data were analyzed using a paired t-test, analysis of variance and Scheffe's post hoc test (p<0.05). Greater histological alterations were found in the medicated and exercised animals, with a greater frequency of occurrence as well. The histochemical analysis revealed that the medicated groups had fibers with more intensive mitochondrial activity alongside fibers with an absence of reaction. The morphometric analysis revealed no significant differences between groups. It is suggested that simvastatin is a medication that leads to the occurrence of muscle injury and its administration in association with physical activity may exacerbate these injuries. This finding may be related to cellular respiration.

Loss of nuclear poly(A)-binding protein 1 causes defects in myogenesis and mRNA biogenesis

The nuclear poly(A)-binding protein 1 (PABPN1) is a ubiquitously expressed protein that plays a critical role in polyadenylation. Short expansions of the polyalanine tract in the N-terminus of PABPN1 lead to oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD), which is an adult onset disease characterized by eyelid drooping, difficulty in swallowing and weakness in the proximal limb muscles. Although significant data from in vitro biochemical assays define the function of PABPN1 in control of poly(A) tail length, little is known about the role of PABPN1 in mammalian cells. To assess the function of PABPN1 in mammalian cells and specifically in cells affected in OPMD, we examined the effects of PABPN1 depletion using siRNA in primary mouse myoblasts from extraocular, pharyngeal and limb muscles. PABPN1 knockdown significantly decreased cell proliferation and myoblast differentiation during myogenesis in vitro. At the molecular level, PABPN1 depletion in myoblasts led to a shortening of mRNA poly(A) tails, demonstrating the cellular function of PABPN1 in polyadenylation control in a mammalian cell. In addition, PABPN1 depletion caused nuclear accumulation of poly(A) RNA, revealing that PABPN1 is required for proper poly(A) RNA export from the nucleus. Together, these experiments demonstrate that PABPN1 plays an essential role in myoblast proliferation and differentiation, suggesting that it is required for muscle regeneration and maintenance in vivo.

Antipanic procedures reduce the strychnine-facilitated wild running of rats

Wild running (WR) behavior of rats seen in response to intense acoustic stimulation of audiogenic seizure-paradigm is very similar to the panic flight and can be facilitated by subconvulsive doses of strychnine. The present work aimed to test whether antipanic procedures, such as dorsal periaqueductal gray (dPAG) lesion and imipramine treatments, affect the strychnine-facilitated WR. In study 1, six Wistar male adult rats with electrolytic lesion of dPAG had their WR completely blocked, whereas it was facilitated in 50% of sham-lesioned control rats by a dose of 0.5 mg/kg of strychnine administered intraperitoneal. This effect was not reproduced with a higher strychnine dose (1.0 mg/kg). In study 2, the effects of imipramine were investigated by testing 36 rats under a dose of strychnine that induces WR in 50% of subjects. They were assigned into three experimental groups: imipramine treatments of 5.0 and 10.0 mg/kg, and infusions of saline. All these treatments were subchronical with three intraperitoneal injections within 24h. Imipramine (10.0mg/kg) reduced the incidence of WR in comparison to the saline results. It is concluded that strychnine-facilitated WR is reduced by antipanic procedures and, therefore, can be viewed as a manifestation closely related to panic. (C) 2003 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.