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Dissertações |
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Caroline Assunção Oliveira
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Benefícios do treinamento intervalado de alta intensidade comparado a treinamentos contínuos na redução de marcadores apoptóticos nos rins de ratas com nefrotoxicidade induzida por cisplatina – possível papel modulador da IL-11.
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Orientador : LILIANY SOUZA DE BRITO AMARAL
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MEMBROS DA BANCA :
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LILIANY SOUZA DE BRITO AMARAL
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RAFAEL PEREIRA DE PAULA
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TELMA DE JESUS SOARES
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Data: 24/05/2023
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A cisplatina (CP) é um antineoplásico amplamente utilizado no tratamento de diversos tipos
de tumores sólidos, contudo o seu uso é limitado principalmente pela elevada
nefrotoxicidade, a qual é manifestada pela injúria renal aguda (IRA). A fisiopatologia da
IRA é complexa e envolve, dentre outros mecanismos, a ativação de diversas vias de
sinalização apoptótica. Por outro lado, alguns estudos têm demonstrado efeitos protetores do
exercício físico aeróbico sobre a IRA. Para além disso, o estresse mecânico é conhecido por
aumentar a produção de IL-11, uma citocina pleiotrópica com efeitos anti apoptóticos e anti
necróticos.Assim, o objetivo do presente estudo foi comparar o impacto do treinamento
intervalado de alta intensidade (HIIT) com os treinamentos contínuos de leve (LIT) e
moderada (MIT) intensidades sobre os níveis renais de IL-11 e expressões de marcadores
apoptóticos no tecido renal de ratas com nefrotoxicidade induzida por CP. Para tanto, 35
ratas wistar foram divididas em cinco grupos (n=7 em cada grupo): controle e sedentários
(C+S); tratados com CP e sedentário (CP+S); tratados com CP e submetidos ao LIT
(CP+LIT); tratados com CP e submetidos ao MIT (CP+MIT) e tratados com CP e submetidos
ao HIIT (CP+HIIT). Os protocolos de treinamentos consistiram de corrida em esteira
motorizada, 5 dias por semana, por 8 semanas. Ao final das 8 semanas de treinamento, as
ratas receberam uma única injeção de CP (5 mg/kg) ou solução salina, e 7 dias depois da
injeção foram eutanasiadas. Amostras de soro e os rins dos animais foram coletadas para
avaliar o nitrogênio ureico sérico (BUN), expressão gênica do receptor de TNF 1 (TNFR1)
e 2 (TNFR2), caspase-3, MAPK(p38) (MAPK14), p53, Bax, Bak, Bcl-2 e Bcl-xL, níveis
renais de IL-11 e p53, e imunolocalização de caspase-3 clivada, Bax, Bcl-2 e MAPK(p38)
no tecido renal. Os dados revelam que todos os grupos treinados demonstraram um aumento
significativo nos níveis renais de IL-11 associado à redução da expressão local de
marcadores pró-apoptóticos e aumento dos marcadores antiapoptóticos. Tais efeitos foram
dependentes da intensidade do treinamento, e, portanto, mais pronunciados com o HIIT.
Como conclusão, o presente estudo sugere que o HIIT parece proporcionar renoproteção
superior aos treinamentos contínuos de intensidades leve e moderada, modulando
beneficamente as vias de sinalização apoptóticas, e consequentemente atenuando a IRA
induzida por CP neste modelo experimental. Além disso, tal efeito pode estar relacionado,
pelo menos em parte, ao aumento dos níveis renais de IL-11 induzido pelo treinamento,
também de maneira dependente da sua intensidade.
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Cisplatin (CP) is an antineoplastic widely used in the treatment of different types of solid tumors, but its use is mainly limited by high nephrotoxicity, which is manifested by acute kidney injury (AKI). The pathophysiology of ARF is complex and involves, among other controls, the activation of several apoptotic signal pathways. On the other hand, some studies have shown protective effects of aerobic exercise on ARF. Furthermore, mechanical stress is known to increase the production of IL-11, a pleiotropic cytokine with anti-apoptotic and anti- necrotic effects. Thus, the aim of the present study was to compare the impact of high intensity interval training (HIIT) with continuous light (LIT) and moderate intensity (MIT) training on renal IL-11 levels and expressions of apoptotic markers in tissue renal rate of CP-induced nephrotoxicity. For this purpose, 35 female Wistar rats were divided into five groups (n=7 in each group): control and sedentary (C+S); treated with CP and sedentary (CP+S); treated with CP and approved to LIT (CP+LIT); CP-treated and MIT-approved (CP+MIT) and CP-treated and HIIT-approved (CP+HIIT). Training protocols consisted of running on a motorized treadmill, 5 days a week, for 8 weeks. At the end of the 8 weeks of training, the rates received a single injection of CP (5 mg/kg) or saline solution, and 7 days after the injection they were euthanized. Serum samples and animal rinses were collected to assess serum urea urea (BUN), TNF receptor 1 (TNFR1) and 2 (TNFR2) gene expression, caspase-3, MAPK(p38) (MAPK14), p53, Bax, Bak, Bcl-2 and Bcl-xL, renal IL-11 and p53 levels, and immunolocalization of cleaved caspase-3, Bax, Bcl-2 and MAPK(p38) in renal tissue. The data reveal that all trained groups experience a significant increase in renal IL-11 levels associated with reduced local expression of pro-apoptotic markers and increased anti-apoptotic markers. Such effects were dependent on training intensity, and therefore more pronounced with HIIT. In conclusion, the present study suggests that HIIT seems to provide superior renoprotection to continuous training at mild and moderate intensities, beneficially modulating apoptotic signal pathways, and consequently attenuating ARF induced by CP in this experimental model. Furthermore, such an effect may be related, at least in part, to the increase in the renal levels of IL-11 induced by training, also dependent on its intensity.
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Fernanda Karoline Almeida Freire
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Marcadores de estresse oxidativo no contexto do aborto espontâneo associado a infecção por Ureaplasma parvum
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Orientador : GUILHERME BARRETO CAMPOS
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MEMBROS DA BANCA :
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CLARISSA LEAL SILVA E SOUZA
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GUILHERME BARRETO CAMPOS
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LILIANY SOUZA DE BRITO AMARAL
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Data: 27/07/2023
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Aborto é a interrupção da gestação antes da 22ª semana gestacional, ou o feto pesando menos de 500g. Podendo ser de maneira habitual ou induzida, possuindo uma multicausalidade, que englobam infecções genitais. As infecções do trato genital ascendem para cavidade uterina sendo responsável por 15% dos abortos precoces e 66% nos abortos tardios. As respostas inflamatórias exacerbadas oriundas do processo infeccioso acometem a homeostase gestacional, contribuindo com o perfil pró-inflamatório e modificando o estado oxidativo. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar os marcadores de estresse oxidativo no contexto do aborto espontâneo associado as infecções por microrganismos de importância ginecológica. Foram utilizadas amostras biológicas de tecido placentário de mulheres que evoluíram com aborto espontâneo e mulheres que tiveram parto a termo. Ao avaliar as enzimas do estresse oxidativo, foram identificados níveis elevados de marcadores da peroxidação lipídica (TBARS e proteína carbonilada) no grupo aborto, bem como o aumento da atividade antioxidante pela CAT, e redução da atividade da GPx, além de uma resposta não alterada da SOD. Entretanto, o perfil da peroxidação lipídica foi acentuado no grupo aborto infectado por UP. E os níveis da GPx foram reduzidos no grupo aborto infectado por UP, comparado ao controle infectado, enquanto SOD e CAT não apresentaram diferenças; a razão SOD/CAT esteve reduzida e SOD/GPx elevada nos grupos de UP, comparado aos sem infecção. Na razão da expressão gênica, o aborto contribuiu com a elevação de Mn SOD/GPx e infecção de UP reduziu a expressão de CuZn SOD/GPx e Mn SOD/GPx no grupo aborto e controle infectado, comparado aos grupos sem infecção. Em seguida, houve aumento dos níveis de nitrito no grupo aborto infectado por UP. Este trabalho demonstrou que a infecção por UP pode contribuir para alterar o perfil oxidante, sugerindo, assim, que o desequilíbrio do estresse oxidativo pode contribuir com a ocorrência do aborto espontâneo associado a infecção bacteriana.
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Abortion is the termination of pregnancy before the 22nd gestational week or when the fetus weighs less than 500g. It can occur spontaneously or be induced and has multiple causes, including genital infections. Genital tract infections can ascend to the uterine cavity and account for 15% of early abortions and 66% of late abortions. The exacerbated inflammatory responses resulting from the infectious process disrupt gestational homeostasis, contributing to a pro-inflammatory profile and altering the oxidative state. The main objective of this study was to evaluate oxidative stress markers in the context of spontaneous abortion associated with infections by gynecologically significant microorganisms. Biological samples of placental tissue from women who experienced spontaneous abortion and women who had full-term deliveries were used. When evaluating oxidative stress enzymes, elevated levels of lipid peroxidation markers (TBARS and carbonylated protein) were identified in the abortion group, along with increased antioxidant activity by CAT and reduced GPx activity, while SOD showed an unchanged response. However, the profile of lipid peroxidation was accentuated in the abortion group infected with UP. GPx levels were reduced in the UP-infected abortion group compared to the infected control, while SOD and CAT showed no differences. The SOD/CAT ratio was reduced and the SOD/GPx ratio was increased in the UP groups compared to the non-infected groups. In terms of gene expression ratio, abortion contributed to an increase in Mn SOD/GPx, while UP infection reduced the expression of CuZn SOD/GPx and Mn SOD/GPx in both the abortion and infected control groups compared to the non-infected groups. Furthermore, nitrite levels were increased in the UP-infected abortion group. This study demonstrated that UP infection may contribute to altering the oxidative profile, suggesting that an imbalance in oxidative stress could contribute to the occurrence of spontaneous abortion associated with bacterial infection.
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Sarah Rocha Lima Braga
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AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ANTI-INFLAMATÓRIA, ANTINOCICEPTIVA, ANTIOXIDANTE E TOXICOLÓGICA DO EXTRATO ETANÓLICO DA CASCA DE Commiphora leptophloeos (Mart.) J. B. Gillet (UMBURANA FÊMEA).
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Orientador : REGIANE YATSUDA
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MEMBROS DA BANCA :
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LUCAS MIRANDA MARQUES
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RAFAEL SANTOS DANTAS MIRANDA DÓREA
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REGIANE YATSUDA
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Data: 27/07/2023
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A espécie vegetal a ser estudada é a Commiphora Leptophloeos (Mart.) J.B. Gillet, conhecida popularmente como umburana fêmea do gênero Commiphora, família Burseraceae, é uma espécie endêmica da região do povoado de Palmeiras, distrito da cidade de Contendas do Sincorá – BA. É utilizada tradicionalmente segundo a população local como fortificante, cicatrizante de feridas e contra tosse, bronquite, gastrite úlcera e afecções urinárias. O estudo teve como objetivo avaliar o potencial medicinal dessa planta como anti-inflamatório, antinociceptivo, antioxidante e ação toxicológica. O extrato etanólico foi preparado por maceração e após evaporação foi obtido o extrato bruto com o rendimento de 2,2%. A prospecção fitoquímica foi realizada por CCD com reveladores específicos e perfil cromatográfico avaliado por CG-EM com destaque para a identificação de: estigmasterol, lupeol, ácido protocatecuico, lanosterol, oleato de etila e linoleato de etila. O ensaio antioxidante foi realizado através da avaliação da capacidade antioxidante total, pelo método do fosfomolibdato, no qual o extrato da planta apresentou capacidade antioxidante. Para os ensaios de nocicepção e inflamação foram utilizados camundongos machos adultos Balb/c. O efeito antinociceptivo foi avaliado pelos testes: Contorção abdominal induzido por ácido acético 0,6%, onde todas as concentrações (25, 50, 100 e 200 mg/kg) promoveram redução significativa das respostas nociceptivas (p < 0,05). Já a concentração de 100mg/kg do extrato etanólico demonstrou ter seus efeitos antinociceptivos mediados pela via colinérgica (p < 0,05). Injeção intraplantar de formalina 1,5%, na fase 1 e 2, todas as concentrações (50, 100 e 200 mg/kg) reduziram o número de “flinches”, em comparação ao controle negativo (p < 0,05), quando comparadas ao grupo controle positivo morfina, as concentrações de 50 e 200 mg/kg não apresentaram diferença estatística (p < 0,05), o edema de pata formado não obteve redução significativa em nenhuma concentração testada (p < 0,05). No Von Frey eletrônico por injeção intraplantar de carragenina (Cg), todas as concentrações (50, 100, 200 mg/kg) foram capazes de reduzir significativamente a hipernocicepção (p < 0,05). Para a determinação da atividade anti-inflamatória foram realizados testes de: Migração de neutrófilos para a cavidade peritoneal, onde todas as concentrações (50, 100, 200 mg/kg) apresentaram redução significativa da migração de neutrófilos em (p < 0,05); Determinação dos níveis de nitrito, todas as concentrações (50, 100, 200 mg/kg) apresentaram redução significativa (p < 0,05). Avaliação da permeabilidade vascular por azul de Evans, que mostrou uma significativa redução do extravasamento do corante no líquido peritoneal em todas as concentrações testadas (50, 100, 200 mg/kg), (p < 0,05). A determinação da toxicidade foi realizada com Artemia salina Leach e a classificação de toxicidade foi altamente tóxica. A citotoxicidade foi investigada por meio do ensaio de MTT, onde as concentrações de 25, 50 e 100ug/kg conseguiram diminuir a viabilidade das células tumorais (p < 0,05). Os resultados permitem considerar que a C. leptophloeos (Mart.) é uma promissora fonte natural para a identificação de novos compostos bioativos e agentes terapêuticos, bem como uma espécie promissora para uso quanto fitoterápico.
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Mostrar Abstract
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The plant species to be studied is Commiphora leptophloeos (Mart.) J.B. Gillet, popularly known as umburana fêmea of the genus Commiphora, family Burseraceae, is an endemic species of the region of the village of Palmeiras, district of the city of Contendas do Sincorá - BA. According to the local population, it is traditionally used as a tonic, healing wounds and against coughs, bronchitis, gastritis, ulcers and chronic conditions. The study aimed to evaluate the medicinal potential of this plant as an antiinflammatory, antinociceptive, antioxidant and toxicological action. The ethanolic extract was prepared by maceration and after evaporation the crude extract was obtained with a yield of 2.2%. The phytochemical prospection was carried out by CCD with specific developers and the chromatographic profile evaluated by GC-MS, highlighting the identification of: stigmasterol, lupeol, protocatechuic acid, lanosterol, ethyl oleate and ethyl linoleate. The antioxidant assay was carried out by evaluating the total antioxidant capacity, using the phosphomolybdate method, in which the plant extract showed antioxidant capacity. For nociception and inflammation assays, adult male Balb/c mice were used. The antinociceptive effect was evaluated by the tests: Abdominal writhing induced by 0.6% acetic acid, where all concentrations (25, 50, 100 and 200 mg/kg) promoted a significant reduction in nociceptive responses (p < 0.05). The concentration of 100mg/kg of the ethanolic extract demonstrated that its antinociceptive effects were mediated by the cholinergic pathway (p < 0.05). Intraplantar injection of 1.5% formalin, in phase 1 and 2, all concentrations (50, 100 and 200 mg/kg) reduced the number of flinches, compared to the negative control (p < 0.05), when incidents to the morphine positive control group, the concentrations of 50 and 200 mg/kg did not show statistical difference (p < 0.05), the paw edema formed did not obtain a significant reduction in any experimental concentration (p < 0.05). In electronic Von Frey by intraplantar injection of carrageenan (Cg), all concentrations (50, 100, 200 mg/kg) were able to significantly reduce hypernociception (p < 0.05). For the experiment of anti-inflammatory activity, tests were performed: Migration of neutrophils to the peritoneal cavity, where all concentrations (50, 100, 200 mg/kg) established a significant reduction in neutrophil migration in (p < 0.05) ; The determination of nitrite levels, all concentrations (50, 100, 200 mg/kg) showed a significant reduction (p < 0.05). Evaluation of vascular permeability by Evans blue, which showed a significant reduction in dye leakage into the peritoneal fluid at all doses (50, 100, 200 mg/kg), (p < 0.05). Toxicity innovation was performed with Artemia salina Leach and the toxicity classification was highly toxic. Cytotoxicity was investigated using the MTT assay, where concentrations of 25, 50 and 100ug/kg were shown to decrease tumor cell viability (p < 0.05). The results allow us to consider that C. leptophloeos (Mart.) is a promising natural source for the identification of new bioactive compounds and therapeutic agents, as well as a promising species for use as a herbal medicine
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Anne Caroline Brito Barroso
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Perfil da assinatura de citocinas no trato genital de adolescentes homens que fazem sexo com homens (HSH) associado a infecções sexualmente transmissíveis (IST).
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Orientador : GUILHERME BARRETO CAMPOS
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MEMBROS DA BANCA :
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ALINE TEIXEIRA AMORIM
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GUILHERME BARRETO CAMPOS
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LUCAS MIRANDA MARQUES
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Data: 01/08/2023
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As Infecções Sexualmente Transmissíveis (IST) são definidas como um grupo de doenças causadas por microrganismos transmitidos principalmente através do contato sexual sem o uso de preservativo. Além do HIV, outras IST bacterianas são consideradas epidêmicas no Brasil, destacando-se a gonorreia (Neisseria gonorrhoeae), infecções por micoplasmas (Mycoplasma genitalium, Mycoplasma hominis, Ureaplasma urealyticum, Ureaplasma parvum) e por Chlamydia trachomatis. Durante a infecção por IST células imunológicas produzem uma série de mediadores químicos como: fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), interleucinas IL1-β, IL-6, IL-10, dentre outros, que atuam orquestrando a resposta imunológica. Objetivo: definir a assinatura de em jovens homens que fazem sexo com homens e mulheres transsexuais, correlacionando os resultados com a prevalência de IST por Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis e Mycoplasmas. Metodologia: Trata-se de um estudo de corte transversal que faz parte de um projeto piloto intitulado “Estudo PrEP 15-19” (Título: Estudo da efetividade da Profilaxia Pré-Exposição [PrEP]. Foram coletadas amostras clínicas em duplicata de cada participante, no momento da primeira visita ao serviço. Para isso, foram obtidas por fricção de swab na mucosa uretral peniana, oral e anal, sendo armazenadas em 5 mL de meio de transporte. A quantificação dos microrganismos foi realizada por meio de técnica de quantificação absoluta. As dosagens das citocinas IL-1β, IL-6, IL-10 e fator de necrose tumoral TNF-α foram realizadas utilizando-se kit de ELISA eBioscience. Resultados: Nossa amostra foi composta predominantemente por homens que fazem sexo com homens, pretos ou pardos, com idade entre 18 e 19 anos. Destes, 17,36% apresentaram uma ou mais infecções. Houve associação entre ensino médio completo com IST (p 0,045). Dentre as IST estudadas destaca-se a prevalência de 85,3% de micoplasmas. Na avaliação do perfil de citocinas secretados entre infectados e não infectados não encontramos associação estatisticamente significativa. Testes de matriz foram realizados entre os infectados com associação entre maiores valores de TNF-α e IL-6. Na população de não infectados, observa-se associação de maneira geral entre as citocinas, ou seja, os participantes com níveis menores apresentaram redução de todas as citocinas estudadas. Neste estudo tivemos a prevalência de 4,73% de coinfecções, todas com pelo menos um micoplasma. 50% das coinfecções encontrada foram do gênero Mycoplasma hominis e Ureaplasma urealyticum. Na avaliação da assinatura de citocinas entre mono e coinfectados e encontramos maiores níveis de IL-1β em indivíduos monoinfectados quando comparados aos co-infectados e de TNF-α nos monoinfectados, quando comparados com não infectados e coinfectados. Na observação do heatmap com clusters não supervisionado notam-se dois grupos, um com maior potencial inflamatório,e outro com menor potencial, com destaque para M. hominis e U. urealyticum com alto potencial de resposta inflamatória. Na Análise Principal Component fica evidenciada a associação entre infecção por M. hominis e secreção de IL1-β. Conclusão: Nosso estudo não encontrou diferença estatística entre jovens infectados e não infectados, entretanto, a infecção por micoplasma e a coinfecção por gonorreia e clamidia demonstram associação com o aumento de citocinas.
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Mostrar Abstract
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Sexually Transmitted Infections (STIs) are defined as a group of diseases caused by microorganisms transmitted mainly through sexual contact without the use of condoms. In addition to HIV, other bacterial STIs are considered epidemic in Brazil, especially gonorrhea (Neisseria gonorrhoeae), mycoplasma infections (Mycoplasma genitalium, Mycoplasma hominis, Ureaplasma urealyticum, Ureaplasma parvum) and Chlamydia trachomatis. During STI infection, immune cells produce a series of chemical mediators such as: tumor necrosis factor alpha (TNF-α), interleukins IL1-β, IL-6, IL-10, among others, which act by orchestrating the immune response. Objective: to define the signature of in young men who have sex with men and transsexual women, correlating the results with the prevalence of STIs due to Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis and Mycoplasmas. Methodology: This is a cross-sectional study that is part of a pilot project entitled “PrEP Study 15-19” (Title: Study of the effectiveness of Pre-Exposure Prophylaxis [PrEP]. Clinical samples were collected in duplicate from each participant , at the time of the first visit to the service. For this, they were obtained by rubbing a swab on the penile, oral and anal urethral mucosa, being stored in 5 mL of transport medium. The quantification of microorganisms was performed using the absolute quantification technique IL-1β, IL-6, IL-10 and TNF-α tumor necrosis factor assays were performed using an eBioscience ELISA kit. Results: Our sample consisted predominantly of black men who have sex with men or brown, aged between 18 and 19 years. Of these, 17.36% had one or more infections. There was an association between complete high school education and STI (p 0.045). Among the studied STIs, the prevalence of 85.3% stands out of mycoplasmas.In the evaluation of the profile of cytokines secreted between infected and non-infected, we found no statistically significant association. Matrix tests were performed among those infected with an association between higher TNF-α and IL-6 values. In the non-infected population, there is a general association between cytokines, that is, participants with lower levels showed a reduction in all cytokines studied. In this study, we had a prevalence of 4.73% of coinfections, all with at least one mycoplasma. 50% of the coinfections found were Mycoplasma hominis and Ureaplasma urealyticum. In the evaluation of the cytokine signature between mono- and co-infected individuals, we found higher levels of IL-1β in monoinfected individuals when compared to co-infected individuals and of TNF-α in monoinfected individuals, when compared to non-infected and co-infected individuals. In observing the heatmap with unsupervised clusters, two groups can be seen, one with a greater inflammatory potential, and the other with a lower potential, with emphasis on M. hominis and U. urealyticum with a high potential for an inflammatory response. The Principal Component Analysis shows the association between M. hominis infection and IL1-β secretion. Conclusion: Our study found no statistical difference between infected and uninfected young people, however, mycoplasma infection and co-infection with gonorrhea and chlamydia demonstrate an association with increased cytokines.
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Everton Almeida Sousa
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Efeitos dos treinamentos terapêuticos ou preventivos sobre a função, morfologia e balanço redox no tecido adiposo marrom em um modelo animal de envelhecimento e obesidade
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Orientador : AMELIA CRISTINA MENDES DE MAGALHAES GUSMAO
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MEMBROS DA BANCA :
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AMELIA CRISTINA MENDES DE MAGALHAES GUSMAO
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Luciano Evangelista dos Santos Filho
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TELMA DE JESUS SOARES
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Data: 11/08/2023
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Objetivo: Avaliar os efeitos do treinamento físico terapêutico ou preventivo sobre parâmetros morfológicos e funcionais no tecido adiposo marrom em um modelo animal de envelhecimento e obesidade. Métodos: Foram utilizados 24 ratos Wistar machos (idade inicial = 4 meses e idade final = 14 meses) que foram aleatoriamente distribuídos em três grupos experimentais envelhecidos e obesos (n= 8/grupo): sedentário (EOS), exercício terapêutico (EOT) e exercício preventivo (EOP). Avaliou-se parâmetros de adiposidade corporal, e no tecido adiposo marrom (TAM) a atividade das enzimas antioxidantes (catalase, glutationa peroxidase-GPx e superóxido dismutase-SOD-1), TBARS e nitritos totais, parâmetros de morfologia e a expressão gênica de marcadores do perfil redox e função tecidual. Resultados: O exercício preventivo reduziu a massa de tecido adiposo subcutâneo abdominal dos animais envelhecidos e obesos. O peso do tecido adiposo abdominal visceral total (TAV) foi reduzido nos grupos exercitados EOT e EOP. No TAM, os protocolos de exercício, terapêutico e preventivo, determinaram o aumento do número de adipócitos por campo, redução do número de adipócitos uniloculares e aumento do número de adipócitos multiloculares. O percentual de vacúolos lipídicos por campo no TAM foi reduzido apenas no grupo EOP. Os níveis de TBARS e nitritos totais foram reduzidos pelos protocolos de exercícios terapêuticos e preventivo, sendo a redução maior no grupo EOP. A atividade da enzima antioxidante catalase, foi maior nos animais dos grupos EOT e EOP. A atividade da enzima GPx aumentou apenas nos animais treinados preventivamente apesar de a imunomarcação para GPx apresentar-se maior tanto no grupo EOT quanto EOP. A análise da expressão dos genes que codificam as enzimas Catalase, GPx-1 e SOD-1 no tecido adiposo marrom revelou que tanto o exercício terapêutico quanto o preventivo aumentaram a expressão gênica das enzimas antioxidantes, Catalase e GPx-1, sendo maior o efeito do treinamento preventivo. Não foram observadas diferenças entre os grupos na expressão gênica da enzima SOD-1. A expressão do gene que codifica a proteína UCP-1 no tecido adiposo marrom aumentou nos grupos EOP e EOT, enquanto que as expressões da PGC-1a e SIRT 1 aumentaram apenas no EOP. Conclusão: Os protocolos de exercícios terapêutico e preventivo determinaram melhora nos parâmetros de morfologia, função e estresse oxidativo no tecido adiposo marrom de ratos envelhecidos e com obesidade induzida por dieta. Os efeitos benéficos pelo protocolo preventivo foram mais evidentes. e sinalizam para o papel da regularidade da prática de exercícios para a atenuação ou reversão das alterações no tecido adiposo marrom no modelo animal estudado.
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Objective: To evaluate the effects of therapeutic or preventive physical training on morphological and functional parameters in brown adipose tissue in an animal model of aging and obesity. Methods: Twenty-four male Wistar rats (initial age = 4 months and final age = 14 months) were randomly distributed into three elderly and obese experimental groups (n= 8/group): sedentary (EOS), therapeutic exercise (EOT) and preventive exercise (EOP). Body adiposity parameters were evaluated and, in brown adipose tissue (BAT), the activity of antioxidant enzymes, TBARS and total nitrites, morphology parameters, and gene expression of redox profile markers and tissue function. Results: Preventive exercise reduced the mass of abdominal subcutaneous adipose tissue in aged and obese animals. Total visceral abdominal adipose tissue (TAV) weight reduces in the EOT and EOP exercised groups. In the TAM, the exercise protocols, therapeutic and preventive, determined the increase in the number of adipocytes per field, reduction in the number of unilocular adipocytes, and increase in the number of multilocular adipocytes. The TAM's percentage of lipid vacuoles per field was reduced only in the EOP group. TBARS and total nitrite levels were reduced by therapeutic and preventive exercise protocols, with the reduction being more remarkable in the EOP group. The activity of the antioxidant enzyme catalase was higher in animals from the EOT and EOP groups. The activity of the GPx enzyme increased only in the preventively trained animals, although the immunostaining for GPx was higher in both the EOT and EOP groups. The analysis of the expression of the genes that encode the enzymes Catalase, GPx-1, and SOD-1 in brown adipose tissue revealed that both therapeutic and preventive exercise increased the gene expression of the antioxidant enzymes, Catalase and GPx-1, with a more significant effect of preventive training. No differences were observed between groups in SOD-1 enzyme gene expression. The gene encoding the UCP-1 protein expression in brown adipose tissue increased in the EOP and EOT groups, while the expressions of PGC-1a and SIRT 1 increased only in the EOP. Conclusion: The therapeutic and preventive exercise protocols determined improved morphology, function, and oxidative stress parameters in the brown adipose tissue of aged rats with diet-induced obesity. The preventive protocol's beneficial effects were more evident, indicating the role of regular exercise practice in attenuating or reversing alterations in brown adipose tissue in the studied animal model.
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TAYLAN CUNHA MEIRA
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IMPACTO DO TREINAMENTO FÍSICO SOBRE ALTERAÇÕES NO PERFIL OXIDATIVO E PARÂMETROS MORFOFUNCIONAIS CARDIOVASCULARES EM UM MODELO ANIMAL DE OBESIDADE INDUZIDA POR DIETA HIPERCALÓRICA
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Orientador : AMELIA CRISTINA MENDES DE MAGALHAES GUSMAO
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MEMBROS DA BANCA :
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AMELIA CRISTINA MENDES DE MAGALHAES GUSMAO
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ROBSON AMARO AUGUSTO DA SILVA
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GRAZIELLE PRATES LOURENCO DOS SANTOS BITTENCOURT
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Data: 13/12/2023
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Introdução: A obesidade é caracterizada como uma condição crônica e complexa, que contribui para impactos negativos na saúde humana. Em sua gênese atuam fatores genéticos, ambientais, metabólicos e comportamentais que podem determinar redução na qualidade de vida, predispondo a alterações metabólicas e cardovasculares . Diante dessa problemática, o exercício físico é uma importante estratégia para redução da adiposidade corporal e prevenção de distúrbios cardiovasculares associados à obesidade. Objetivo: Avaliar o impacto do treinamento físico nas alterações do perfil oxidativo e nos parâmetros morfofuncionais cardiovasculares em modelo animal de obesidade induzida por dieta hipercalórica. Métodos: Foram utilizados 24 ratos Wistar machos com peso entre 150 e 200g, cujo protocolo deste estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética no Uso de Animais (CEUA/IMS-UFBA) sob parecer número 053/2017. Inicialmente, os animais experimentais foram submetidos a dieta controle normocalórica (DC, n=10) ou dieta hipercalórica (DH, n=14) para indução da obesidade durante 8 semanas. Após esse período, os animais do grupo dieta controle (DC) ou do grupo dieta hipercalórica (DH) foram subdivididos em 2 grupos experimentais cada, os quais foram treinados em esteira motorizada (DCT, n=5; DHT, n=7) ou mantidos sedentários (DCS, n=5; DHS, n=7) por 12 semanas. Ao final do experimento, os depósitos de tecido adiposo abdominal foram dissecados e pesados e o ventrículo e a aorta removidos para análise histológica e de estresse oxidativo. Sangue torácico coletado para análises bioquímicas e hormonais. Os cortes histológicos foram corados com Hematoxilina-Eosina (HE) e Tricrômio de Masson (TM) e analisados pelo sistema informatizado (ImageJ). Resultados: O consumo da dieta hipercalórica determinou aumento do consumo alimentar e calórico, do peso e da adiposidade corporal, alterou a tolerância a glicose. O protocolo treinamento aplicado reduziu o peso corporal, índice de adiposidade e os tecido adiposo abdominais dos animais submetidos à dieta hipercalórica. Não foram observados alterações significativas sobre a glicemia de jejum, insulina, HOMA-IR, HOMA-b e QUICK. A pressão arterial sistólica aumentou nos animais sedentários que consumiram a dieta hipercalórica e foi reduzida pelo protocolo de treinamento físico aproximadamente em 12%. Os níveis de CK/MB foram reduzidos em animais treinados em comparação com animais sedentários submetidos a uma dieta hipercalórica. Os animais submetidos a dieta hipercalórica apresentaram maiores áreas na espessura da túnica íntima da aorta, consequentemente, esses animais tiveram menores lúmens aórticos; enquanto os animais treinados apresentaram menores espessuras e maiores lúmens. As áreas dos cardiomiócitos e a capilarização demonstraram adaptações cardíacas patológicas nos animais sedentários que consumiram dieta hipercalórica, enquanto nos animais treinados notou-se adaptações cardíacas fisiológicas com aumento de cardiomiócitos e de neocapilarização. Os animais sedentários submetidos a dieta hipercalórica apresentaram maiores áreas com fibrose enquanto protocolo de treinamento reduziu essas áreas. O treinamento aplicado neste estudo aumentou os valores de catalase e GPX; enquanto os valores de peroxidação lipídica (TBARS) foram reduzidos nos animais treinados. Os níveis de nitritos totais cardíaco foram maiores no grupo (DHS) e nos grupos treinados independente da dieta. Conclusão: O protocolo de treinamento determinou melhora na adiposidade corporal, e parâmetros morfofuncionais e oxidativos cardiovasculares no modelo animal de obesidade induzida por dieta.
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Introduction: Obesity is characterized as a chronic and complex condition that contributes to negative impacts on human health. In its genesis, genetic, environmental, metabolic and behavioral factors act that can determine a reduction in quality of life, predisposing the population to metabolic and cardiovascular diseases. Faced with this problem, physical exercise is an important strategy for reducing body adiposity and preventing cardiovascular disorders associated with obesity. Objective: To evaluate the impact of physical exercise on changes in the oxidative profile and cardiovascular morphofunctional parameters in an animal model of obesity induced by a high-calorie diet. Methods: We used 24 male Wistar rats weighing between 150 and 200g, whose study protocol was approved by the Ethics Committee on the Use of Animals (CEUA/IMS-UFBA) under opinion number 053/2017. Initially, the experimental animals were subjected to a normocaloric control diet (DC, n=10) or a hypercaloric diet (DH, n=14) to induce obesity for 8 weeks. After this period, the animals in the control diet group (CD) or the hypercaloric diet group (HD) were subdivided into 2 experimental groups each, which were trained on a motorized treadmill (DCT, n=5; DHT, n=7) or maintained sedentary (DCS, n=5; DHS, n=7) for 12 weeks. At the end of the experiment, the abdominal adipose tissue deposits were dissected and weighed and the ventricle and aorta were removed for histological analysis. Chest blood was collected for biochemical and hormonal analysis. The histological sections were stained with Hematoxylin-Eosin (HE) and Masson's Tricromion (TM) and analyzed by the computerized system (ImageJ). Results: Consumption of a high-calorie diet resulted in an increase in food and caloric intake, body weight and adiposity, and altered glucose tolerance. The training protocol applied reduced the body weight, adiposity index, and abdominal adipose tissue of animals submitted to the high-calorie diet. No significant changes were observed in fasting blood glucose, insulin, HOMA-IR, HOMA-b, and Quick. Systolic blood pressure increased in sedentary animals that consumed the high-calorie diet and was reduced by the physical training protocol by approximately 12%. CK/MB levels were reduced in trained animals compared to sedentary animals subjected to a high-calorie diet. Animals submitted to a high-calorie diet had larger areas in the thickness of the aortic tunica intima, consequently, these animals had smaller aortic lumens; while trained animals had smaller thicknesses and larger lumens. The areas of cardiomyocytes and capillarization demonstrated pathological cardiac adaptations in sedentary animals that consumed a high-calorie diet, while in trained animals’ were noted increased cardiomyocyte area and new vascularization in both diets. Sedentary animals submitted to a high-calorie diet showed larger areas with fibrosis, while the training protocol reduced these areas. The training applied in this study increased catalase and GPX values; while lipid peroxidation values (TBARS) had lower rates in trained animals. Cardiac total nitrite levels were higher in the (DHS) group and in the trained groups regardless of diet. Conclusion: The training protocol determined an improvement in body adiposity, oxidative profile and cardiovascular morphofunctional parameters in the animal model of diet-induced obesity.
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Igor Pereira Ribeiro Muniz
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Terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT) com curcumina controla infecção intradérmica por Staphylococcus aureus resistente a meticilina em camundongos com Diabetes tipo 1
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Orientador : ROBSON AMARO AUGUSTO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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AMELIA CRISTINA MENDES DE MAGALHAES GUSMAO
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DENISAR PALMITO DOS SANTOS
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LUCIANO PEREIRA ROSA
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ROBSON AMARO AUGUSTO DA SILVA
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TELMA DE JESUS SOARES
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Data: 28/04/2023
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O Diabetes Mellitus tipo 1 (DMT1) é uma doença crônica não transmissível na qual a insulina é produzida insuficientemente devido a destruição das células β no pâncreas. As mudanças geradas por esta condição aumentam o risco de infecções por estes indivíduos. Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA) é um dos principais patógenos causadores de infecções em indivíduos com diabetes. Neste trabalho, tivemos como objetivo investigar os efeitos da aplicação da terapia fotodinâmica (PDT), utilizando a curcumina como fotossensibilizante (FS), no tratamento de infecção intradérmica em camundongos com DMT1. Camundongos C57bl/6, foram pesados e, em jejum, tiveram a glicemia mensurada. O DMT1 foi induzido pela injeção intraperitoneal de uma dose única de estreptozotocina (STZ) (180 mg/kg). Cinco dias após a administração da STZ a glicemia dos animais foi mensurada para confirmar o estabelecimento do DMT1. Quinze dias após a indução do DMT1, os animais foram pesados e então infectados por MRSA (ATCC 43300) pela via intradérmica na orelha esquerda. Para a infecção, foi quantificada a concentração de 1,5 x 107 UFC da cepa MRSA ATCC 4330. Vinte e quatro horas após a infecção, os tratamentos experimentais foram realizados. Uma solução contendo 100 μg de curcumina foi fotoativada ex vivo com o emprego de luz de LED (450 nm) obtendo uma fluência de 13.5 J/cm2 . Após a fotoativação, a solução foi inoculada no mesmo sítio onde foi realizada a infecção. Os tratamentos para controle consistiram na aplicação do FS não-fotoativado ou salina estéril. A eutanásia dos animais foi realizada 24 h após os tratamentos e a orelha esquerda e o linfonodo retromaxilar esquerdo foram cirurgicamente coletados. O linfonodo foi macerado em salina para análise da carga bacteriana, dosagem de citocinas por ELISA, dosagem de nitritos e nitratos e contagem de células. A orelha foi utilizada para a confecção de lâminas que foram coradas por H&E ou marcadas com anticorpos anti-mieloperoxidase (MPO) por imuno-histoquímica. As lâminas foram fotomicrografadas e contagens de células e análises de expressão de MPO no tecido foram realizadas. O grupo PDT apresentou menor carga bacteriana no linfonodo quando comparado aos controles (p-valor <0,05). Além da menor carga bacteriana, o grupo PDT também apresentou altos teores de nitratos e nitritos no linfonodo quando comparado aos controles (p-valor >< 0,001). O recrutamento celular para o sitio infeccioso apresentou-se similar entre os grupos, entretanto, a expressão da MPO no grupo PDT foi menos intensa comparada ao grupo salina (p-valor< 0,001). Quando analisada a produção de citocinas, o grupo PDT apresentou menores concentrações de IL-1, IL-12 e IL-10 (p-valor <0,01; p-valor ><0,05; p-valor >< 0,05, respectivamente), quando comparado ao grupo salina. Este estudo mostra, pela primeira, vez o potencial terapêutico da PDT usando curcumina no tratamento de uma infecção intradérmica causada por S. aureus em camundongos com DMT1.
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Type 1 Diabetes Mellitus (T1DM) is a chronic non-communicable disease in which insulin is insufficiently produced due to the destruction of β cells in the pancreas. The changes generated by this condition increase the risk of infections for these individuals. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is one of the main pathogens causing infections in individuals with diabetes. In this work, we aimed to investigate the effects of the application of photodynamic therapy (PDT), using curcumin as a photosensitizer (PS), in the treatment of intradermal infection in mice with T1DM. C57bl/6 mice were weighed and, in a fasting state, their blood glucose was measured. DMT1 was induced by intraperitoneal injection of a single dose of streptozotocin (STZ) (180 mg/kg). Five days after STZ administration, the animals' blood glucose was measured to confirm the establishment of DMT1. Fifteen days after DMT1 induction, the animals were weighed and then infected intradermally in the left ear. For infection, the concentration of 1.5 x 107 CFU of the MRSA ATCC 4330 strain was quantified. Twentyfour hours after infection, experimental treatments were performed. A solution containing 100 μg of curcumin was photoactivated ex vivo using LED light (450 nm) obtaining a fluence of 13.5 J/cm2 . After photoactivation, the solution was inoculated at the same site where the infection was carried out. Control treatments consisted of the application of non-photoactivated PS or sterile saline. The animals were euthanized 24 h after the treatments and the left ear and left retromaxillary lymph node were surgically collected. The lymph node was macerated in saline for analysis of bacterial load, measurement of cytokines by ELISA, measurement of nitrites and nitrates, and cell counts. The ear was used to make slides that were stained by H&E or stained with anti-myeloperoxidase (MPO) antibodies by immunohistochemistry. Slides were photomicrographed and cell counts and tissue MPO expression analyzes were performed. The PDT group had a lower bacterial load in the lymph node when compared to controls (p-value <0.05). In addition to the lower bacterial load, the PDT group also had higher levels of nitrates and nitrites in the lymph node when compared to controls (p-value >< 0.001). Cell recruitment to the infectious site was similar between the groups, however, the expression of MPO in the PDT group was less intense compared to the saline group (p-value < 0.001). When analyzing the production of cytokines, the PDT group showed lower production of IL-1, IL-12, and IL-10 (p-value <0.01; p-value ><0.05; p-value >< 0.05, respectively), when compared to the saline group. This study shows, for the first time, the therapeutic potential of PDT using curcumin in the treatment of an intradermal infection caused by S. aureus in mice with T1DM.
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Thiago Macêdo Lopes Correia
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ESTUDOS IN VIVO E IN VITRO DOS EFEITOS DO TREINAMENTO FÍSICO SOBRE ALTERAÇÕES MUSCULARES DECORRENTES DA ASSOCIAÇÃO ENTRE OBESIDADE E ENVELHECIMENTO
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Orientador : AMELIA CRISTINA MENDES DE MAGALHAES GUSMAO
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MEMBROS DA BANCA :
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AMELIA CRISTINA MENDES DE MAGALHAES GUSMAO
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ROBSON AMARO AUGUSTO DA SILVA
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LUCAS MIRANDA MARQUES
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LEANDRO MARTINS DE FREITAS
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ANDREA PIRES DOS SANTOS
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Data: 08/12/2023
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Objetivo: Investigar os efeitos do treinamento físico aeróbico realizado terapeuticamente ou ao longo da vida sobre alterações histológicas, no balanço redox, inflamação, e metabolismo no músculo esquelético e ventrículo cardíaco provocadas pela associação entre envelhecimento e obesidade in vivo e in vitro.
Métodos: O experimento foi dividido em estudo piloto e estudo principal. O estudo piloto buscou identificar a idade em que as alterações musculares e de performance física se iniciam em resposta ao envelhecimento natural. Dessa forma, 41 ratos Wistar machos com 4 meses de idade foram distribuídos aleatoriamente em 6 grupos definidos pela idade à eutanásia, sendo estes 4 (n = 5), 8 (n = 5), 12 (n = 7), 14 (n = 8), 18 (n = 8) e 20 meses (n = 8). Ao longo do protocolo experimental, os animais foram pesados semanalmente, e a performance física avaliada mensalmente através do teste de corrida máximo em esteira motorizada para ratos. Após a definição da idade na qual o declínio muscular se iniciou (14 meses), foi avaliada a influência do treinamento físico sobre as alterações observadas. Para tal, 32 ratos Wistar machos com 4 meses de idade foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos: grupo sedentário (n = 16) e grupo treinado (n = 16). Ao completarem 8 meses de idade, 8 animais de cada grupo foram eutanasiados, formando os grupos jovens sedentário e treinado. Os demais animais seguiram até completarem 14 meses de idade, e constituíram os grupos envelhecidos sedentário e treinado. O treinamento foi realizado em esteira motorizada para ratos, a moderada intensidade, em dias alternados e duração de 1h por sessão. Os animais foram eutanasiados 24h após a última sessão de treinamento. Foram coletadas amostras de sangue, tecidos adiposos e músculos, que foram devidamente mensurados e armazenados em ultra freezer -80 °C, ou fixados. As amostras congeladas foram utilizadas para quantificação dos perfis inflamatório e oxidativo, e as amostras fixadas para estudos histológicos. O estudo principal constitui-se de um estudo in vivo e outro in vitro. O protocolo in vivo foi realizado com 32 ratos Wistar machos que foram distribuídos aleatoriamente em quatro grupos (n = 8/grupo): grupo envelhecido sedentário (ESed), envelhecido sedentário alimentado com dieta hiperlipídica (DHL) (ESed+DHL), envelhecido treinado terapeuticamente e alimentado com DHL (ETT+DHL) e envelhecido treinado ao longo da vida e alimentado com DHL (ETL+DHL). Após 24h da última sessão de treinamento físico, todos os animais foram eutanasiados e em seguida foram coletados o músculo gastrocnêmio e ventrículo cardíaco para estudos histológicos, imuno-histoquímicos, do balanço redox, inflamação e metabolismo. O músculo gastrocnêmio foi utilizado para análise da expressão de mRNA e microRNA por qPCR. Os depósitos de tecidos adiposos abdominais foram coletados e pesados pera determinação da composição corporal. Para os estudos in vitro, foram utilizados macrófagos primários obtidos do exsudato peritoneal de 6 camundongos BALB/c machos com 4 meses de idade, elicitados através da administração de tioglicolato (3% via IP), e mioblastos primários isolados do músculo gastrocnêmio de um rato Wistar macho com 4 meses de idade. As culturas de macrófagos e mioblastos foram expostas ao soro dos animais do estudo in vivo durante 24h. As culturas foram usadas para análise da viabilidade celular por MTT, dosagem de nitritos totais e peróxido de hidrogênio e análise da expressão de genes envolvidos na resposta inflamatória e metabolismo muscular. Todas as variáveis de interesse deste estudo foram submetidas ao teste de normalidade Shapiro-Wilk. As comparações entre grupos do teste piloto foram feitas com o teste ANOVA para medidas repetidas (análise temporal) e ANOVA one-way, seguida pelo pós-teste de Tukey. Para as análises entre grupos jovens e envelhecidos, sedentários e treinados, foi adotado delineamento fatorial (2x2) utilizando o teste ANOVA two-way. As análises dos estudos in vivo e in vitro foram feitas através dos testes T de Student e ANOVA one-way.
Resultados: Os resultados do estudo piloto indicam que o declínio da função muscular se inicia aos 14 meses de idade, evidenciado pela redução da performance física, peso da massa magra e do músculo gastrocnêmio e capacidade antioxidante do músculo. Por outro lado, a rotina de treinamento físico até os 14 meses melhorou a composição corporal, perfil inflamatório, status redox e protegeu o músculo contra redução da área seccional das fibras. Os resultados do estudo in vivo evidenciaram um desfecho desfavorável em resposta à associação entre envelhecimento e obesidade induzida por dieta sobre os parâmetros musculares e cardíacos morfologia, fibrose, inflamação, estresse oxidativo e metabolismo. Além disso, foi observado no músculo gastrocnêmio o aumento da expressão do miRNA-21 e genes envolvidos na resposta pró-inflamatória e catabólica, e redução da expressão de genes envolvidos na resposta anti-inflamatória, antioxidante e anabólica. O treinamento físico, em especial o protocolo de treinamento ao longo da vida, atenuou os achados decorrentes da associação entre envelhecimento e obesidade sobre os parâmetros musculares e cardíacos, reduziu a expressão do miR-21 e aumentou a expressão do miR-486. Nos estudos in vitro, os macrófagos e mioblastos expostos ao soro dos animais envelhecidos e obesos apresentaram aumento do perfil pró-inflamatório e catabólico, respectivamente, ao passo que o soro dos animais treinados, especialmente aqueles que realizaram o treinamento ao longo da vida, determinou redução do perfil próinflamatório e catabólico das culturas celulares.
Conclusão: No modelo animal estudado, a associação entre sedentarismo, envelhecimento e obesidade induzida por dieta hiperlipídica determinou prejuízos musculares especialmente nos perfis inflamatório, oxidativo e metabólico. Em contrapartida, a prática regular de exercício físico, especialmente ao longo de toda a vida, atenuou as alterações provocadas pela associação entre envelhecimento e obesidade em todos os parâmetros estudados, in vivo e in vitro. Nossos achados reforçam a superioridade do protocolo de treinamento ao longo da vida como ferramenta eficaz contra os efeitos da idade, mesmo quando associado à hábitos alimentares não saudáveis.
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Objective: To investigate the effects of aerobic physical training performed therapeutically or throughout life on histological changes, redox balance, inflammation, and metabolism in skeletal muscle and cardiac ventricle caused by the association between aging and obesity in vivo and in vitro.
Methods: The experiment was divided into a pilot study and a main study. The pilot study aimed to identify the age at which changes in muscle and physical performance begin in response to natural aging. Thus, 41 male Wistar rats aged 4 months were randomly distributed into 6 groups defined by age at euthanasia, these being 4 (n = 5), 8 (n = 5), 12 (n = 7), 14 (n = 8), 18 (n = 8) and 20 months (n = 8). Throughout the experimental protocol, the animals were weighed weekly, and physical performance was assessed monthly using the maximal running test on a motorized treadmill for rats. After defining the age at which muscle decline began (14 months), the influence of physical training on the changes observed was evaluated. To this end, 32 4-month-old male Wistar rats were randomly distributed into two groups: sedentary group (n = 16) and trained group (n = 16). Upon reaching 8 months of age, 8 animals from each group were euthanized, forming the young sedentary and trained groups. The remaining animals continued until they reached 14 months of age, and constituted the sedentary and trained aged groups. Training was carried out on a motorized treadmill for rats, at moderate intensity, on alternate days and lasting 1 hour per session. The animals were euthanized 24 hours after the last training session. Blood, adipose tissue and muscle samples were collected, duly measured and stored in an ultra-freezer -80 °C, or fixed. The frozen samples were used to quantify the inflammatory and oxidative profiles, and the samples were fixed for histological studies. The main study consisted of an in vivo and an in vitro study. The in vivo protocol was carried out with 32 male Wistar rats that were randomly distributed into four groups (n = 8/group): aged sedentary group (ESed), aging sedentary group fed a high-fat diet (HFD) (ASed+HFD), aging trained therapeutically and fed with HFD (ATT+HFD) and aging lifelong trained and fed with HFD (ALT+DHL). 24 hours after the last physical training session, all animals were euthanized and then the gastrocnemius muscle and cardiac ventricle were collected for histological, immunohistochemical, redox balance, inflammation and metabolism studies. The gastrocnemius muscle was used to analyze mRNA and microRNA expression by qPCR. Abdominal adipose tissue deposits were collected and weighed to determine body composition. For in vitro studies, primary macrophages obtained from the peritoneal exudate of 6 4-month-old male BALB/c mice, elicited through the administration of thioglycolate (3%), and primary myoblasts isolated from the gastrocnemius muscle of a 4 month old male rat were used. Cultures of macrophages and myoblasts were exposed to serum from the animals from the in vivo study for 24h. The cultures were used to analyze cell viability by MTT, total nitrites and hydrogen peroxide and to analyze the expression of genes involved in the inflammatory response and muscle metabolism. All variables of interest in this study were subjected to the Shapiro-Wilk normality test. Comparisons between pilot test groups were made using the ANOVA test for repeated measures (temporal analysis) and one-way ANOVA, followed by the Tukey post-test. For analyzes between young and aged, sedentary and trained groups, a factorial design (2x2) was adopted using the two-way ANOVA test. Analyzes of in vivo and in vitro studies were performed using Student's T test and one-way ANOVA test.
Results: The results of the pilot study indicate that the decline in muscle function begins at 14 months of age, evidenced by the reduction in physical performance, lean mass and gastrocnemius muscle weight and antioxidant capacity of the muscle. On the other hand, the physical training routine up to 14 months improved body composition, inflammatory profile, redox status and protected the muscle against reduction in the cross-sectional area of the fibers. The in vivo study showed an unfavorable outcome in response to the association between aging and diet-induced obesity on muscle and cardiac parameters, morphology, fibrosis, inflammation, oxidative stress and metabolism. Furthermore, an increase in the expression of miRNA-21 and genes involved in the pro-inflammatory and catabolic response, and a reduction in the expression of genes involved in the antioxidant and anabolic response were observed in the gastrocnemius muscle. Physical training, especially the lifelong training protocol, attenuated the findings resulting from the association between aging and obesity on muscular and cardiac parameters, reduced the expression of miR-21 and increased the expression of miR-486. In in vitro studies, macrophages and myoblasts exposed to serum from aging and obese animals showed an increase in the pro-inflammatory and catabolic profile, respectively, while serum from trained animals, especially those that had undergone lifelong training, determined reduction of the pro-inflammatory and catabolic profile of cell cultures.
Conclusion: In the animal model studied, the association between sedentary lifestyle, aging and obesity induced by a high-fat diet determined muscle damage, especially in the inflammatory, oxidative and metabolic profiles, and these changes appear to be associated with the positive modulation of miR-21. On the other hand, regular physical exercise, especially throughout life, attenuated the changes caused by the association between aging and obesity in all parameters studied, in vivo and in vitro. Our findings reinforce the importance of adopting exercise routines throughout life as an effective tool against the effects of age, especially when associated with unhealthy eating habits.
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