Probiotic administration increases mandibular bone mineral density on rats exposed to cigarette smoke inhalation

Abstract Smoking is one of the main risk factor for periodontal disease, increasing its prevalence and severity. Probiotics emerged as an alternative for the prevention and treatment of many diseases, since it can modulate the host immune response and modify the modify the microbiome. Therefore, the aim of the present study is to evaluate the effects of probiotic administration on the periodontal tissues in rats exposed to cigarette smoke inhalation (CSI). Forty rats were allocated into the following groups (n=10): group C (control, without CSI and probiotic); group PROB (control+probiotic); group CSI (CSI) and group CSI+PROB (CSI+probiotic). Groups PROB and CSI+PROB received 2g of an association of probiotic microorganisms incorporated into the feed during 6 months. Groups CSI and CSI+PROB were exposed to CSI for 60 min daily. After six months all the animals were euthanized and the hemi-mandibles were collected and processed for microcomputed tomography analyses. Regarding the body weight of the animals, feed consumption was similar among the groups, however, after the second month groups C and PROB showed higher body weight gain when compared to groups CSI and CSI+PROB (p<0.05). Group CSI presented reduced bone mineral density (BMD), whereas group PROB showed the highest values (p=0.01). It can be concluded that administration of probiotics promoted an increase in BMD and, consequently, a protective effect on the mandibular bone structures in rats exposed to inhalation of cigarette smoke.

Resumo O tabagismo é um dos principais fatores de risco para a doença periodontal, aumentando sua prevalência e gravidade. Os probióticos surgiram como uma alternativa para a prevenção e tratamento de muitas doenças, uma vez que podem modular a resposta imune do hospedeiro e promover a modificação do microbioma. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da administração de probiótico sobre os tecidos periodontais em ratos expostos à inalação de fumaça de cigarro (CSI). Quarenta ratos foram divididos nos seguintes grupos (n=10): grupo C (controle, sem CSI e probiótico); grupo PROB (controle+probiótico); grupo CSI (CSI) e grupo CSI+PROB (CSI+probiótico). Os grupos PROB e CSI+PROB receberam 2g de uma associação de microrganismos probióticos incorporados à ração durante 6 meses. Os grupos CSI e CSI + PROB foram expostos à CSI por 60 minutos diários. Após seis meses, todos os animais foram eutanasiados e as hemi mandíbulas coletadas e processadas para análises de microtomografia computadorizada. Em relação ao peso corporal dos animais, o consumo de ração foi semelhante entre os grupos, porém, após o segundo mês os grupos C e PROB apresentaram maior ganho de peso quando comparados aos grupos CSI e CSI+PROB (p <0,05). O grupo CSI apresentou redução na densidade mineral óssea (DMO), enquanto que o grupo PROB apresentou os maiores valores (p=0,01). Pode-se concluir que a administração de probióticos promoveu aumento da DMO e, consequentemente, efeito protetor sobre as estruturas ósseas mandibulares em ratos expostos à inalação de fumaça de cigarro.

Mineral composition, histomorphometry, and bone biomechanical properties are improved with probiotic, prebiotic, and symbiotic supplementation in rats chronically exposed to passive smoking: a randomized pre-clinical study / Composição mineral, histomorfometria e propriedades biomecânicas óssea são melhoradas com a suplementação de probióticos, prebióticos e simbióticos em ratos expostos cronicamente ao tabagismo passivo: estudo pré-clínico randomizado

ABSTRACT: Cigarette smoke in large centers is one of the most important causes of chronic inflammatory diseases in public health and is associated with a decrease in bone mass, consolidation process, and bone remodeling. Due to their ability to improve intestinal absorption and compete with pathogenic microorganisms, dietary supplementation with functional foods may contribute to improvement in bone quality. Therefore, the objective of this study was to evaluate the effects of functional, probiotic, prebiotic, or symbiotic food supplementation on mineral composition, histomorphometry, and bone biomechanical properties of rats in the growth phase, chronically exposed to cigarette smoke (T).Sixty-four young male rats were randomly assigned to eight groups (n=8): control (C) [standard diet (SD)]; probiotic (Pro) [SD + probiotic (Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faecium, Bifidobacterium thermophilum and Bifidobacterium longum) (2-5 109 UFC each)]; prebiotic (Pre) [SD+ prebiotic (mannan oligosaccharide)]; symbiotic (Sym) (SD + probiotic + prebiotic); control smoking (SC) [(SD + exposure protocol to passive smoking (PS)]; probiotic smoking (ProS) (SD + probiotic + PS); prebiotic smoking (PreS) (SD + prebiotic + PS), and symbiotic smoking (SymS)(SD + prebiotic + probiotic + PS). The animals were euthanized after 189 days of the experimental protocol. Results showed that supplementation with probiotics, prebiotics, and symbiotics significantly improved (P<0.05) the parameters: P, Ca, Mg, BMD, BMC, strength, resilience, and size of area of the femoral diaphysis of the animals chronically exposed or not cigarette smoke. We concluded that functional food supplementation improved the bone health of rats chronically exposed or not to cigarette smoke.

RESUMO: A fumaça de cigarro em grandes centros é uma das causas mais importantes de doenças inflamatórias crônicas em saúde pública e esta associada à diminuição de massa óssea, processo de consolidação e remodelação óssea. Os alimentos funcionais suplementados na dieta, devido sua capacidade de melhorar a absorção intestinal e competir com microrganismos patógenos, podem contribuir para a melhora da qualidade óssea. Portanto, o objetivo desse estudo foi avaliar os efeitos da suplementação de alimentos funcionais, probiótico, prebiótico ou simbiótico, na composição mineral, histomorfometria e nas propriedades biomecânicas ósseas de ratos em fase de crescimento expostos cronicamente a fumaça do cigarro (T). Sessenta e quatro ratos machos jovens foram randomicamente distribuídos em oito grupos (n=8): controle (C) [dieta basal (DB)]; probiótico (Pro) [DB + probiótico (Lactobacillus acidophilus, Enterecoccusfaecium, Bifidobacterium thermophilumandBifidobacterium longum (2-5 109 UFC cada)]; prebiótico (Pre) [DB + prebiótico (mananoligossacarídeo)]; simbiótico (Sym) (DB + probiótico + prebiótico); controle fumante (CS) [(DB + protocolo de exposição ao tabagismo passivo(PT)]; probiótico fumante (ProS) (DB + probiótico + PT); prebiótico fumante (PreS) (DB + prebiótico + PT); e simbiótico fumante (SymS) (DB + prebiótico + probiótico + PT). Os animais foram mortos após 189 dias de período experimental.Os resultados revelaram que a suplementação com probióticos, prebióticos e simbióticos melhoraram significativamente (P<0,05) os parâmetros: P, Ca, Mg, DMO, CMO, resistência, resiliência e tamanho da área das diáfises dos fêmures dos animais expostos, cronicamente ou não, a fumaça do cigarro. Os resultados permitem concluir que a suplementação dos alimentos funcionais melhorou a saúde óssea de ratos expostos cronicamente ou não a fumaça do cigarro.

Muscle strength training is better than the use of growth hormone (GH) in bone health of Wistar rats / Entrenamiento de la fuerza muscular es mejor que el uso de la hormona del crecimiento (GH) en salud ósea del ratas Wistar

SUMMARY: The objective of this study was to evaluate the effects of growth hormone (GH) and muscle strength training (ST) on the composition of bone tissue of Wistar rats through Raman spectroscopy. In total, 40 male rats were randomly distributed into four groups: (N = 10) control (C), control with the application of GH (GHC), strength training (T), and strength training with the application of GH (GHT). The training consisted of four series of 10 water jumps, performed three times a week, with an overload corresponding to 50 % of body weight and duration of four weeks. GH was applied at a dose of 0.2 IU / kg in each animal three times a week and every other day. After four weeks, the animals were euthanized and the right femurs collected for analysis of the bone structure. Raman spectroscopy (ER) was used to observe the following compounds from their respective bands: Calcium Carbonate-Triglycerides (fatty acids) 1073 cm-1, Collagen type I 509 cm-1, Bone-DNA Phosphate (Protein) 589 cm-1, Phosphate Phospholipids 1078 cm-1. For the statistical analysis, the Shapiro-Wilk and ANOVA One-Way variance analysis normality tests were performed, followed by the Tukey post-test. The results showed an increase in the concentrations of calcium carbonate-triglycerides (fatty acids), type I collagen, bone phosphate-DNA (protein), and phosphate phospholipids in all experimental groups, with or without ST and/or GH , But only the isolated training group differed significantly from the control group (P <0.05). It was concluded that all treatments could promote bone tissue gain, however, only the T group demonstrated a significant difference in the mineral compounds analyzed.

RESUMEN: El objetivo del estudio fue avaluar el efecto de la aplicación de la hormona del crecimiento (GH) y entrenamiento de la fuerza muscular (EF) en la composición del tejido óseo de ratas Wistar a partir de la espectroscopía Raman. Fueron utilizadas 40 ratas machos distribuidas de forma aleatoria en cuatro grupos (n=10): control (C), control y aplicación de GH (GHC), entrenamiento de la fuerza muscular (EF) y entrenamiento de la fuerza muscular y aplicación del GH (GHE). El entrenamiento fue consistió en cuatro series de 10 saltos acuáticos, realizados tres veces en la semana, con sobrecarga correspondiente a 50 % de la masa corporal y durante cuatro semanas. El GH fue aplicado en la dosificación de 0,2 UI/kg en cada animal, tres veces en la semana y en días alternados. Después de cuatro semanas, los animales fueran eutanasiados y retirados los fémures derechos para un análisis de la estructura ósea. La espectroscopía Raman fue utilizada para observar los siguientes compuestos a partir de las respectivas bandas: Carbonato de Calcio-Triglicéridos (ácidos grasos) 1073 cm-1, Colágeno Tipo I 509 cm-1, Fosfato Óseo-DNA (Proteína) 589 cm1, Fosfato Fosfolípidos 1078 cm-1. Para el análisis estadístico, fueron realizadas las pruebas Shapiro-Wilk y el análisis de variancia ANOVA One-Way, seguida de test post hoc de Tukey. Los resultados revelaran aumento de la concentración de Carbonato de Calcio-Triglicéridos (ácidos grasos), Colágeno Tipo I, Fosfato Óseo- DNA (Proteína), Fosfato Fosfolípidos en todos los grupos experimentales, asociados o no a la realización del EF y/o aplicación del GH. Además, solamente el grupo EF mostró diferencia significativa del grupo C (p<0,05). Es posible concluir que todos los tratamientos mostraran aumentos en el tejido óseo, sin embargo, solamente el grupo T demostró una diferencia significativa en los compuestos minerales analizados.

Effect of Swimming Training on the Rectus Abdominis Muscle of rats: Morphological and Histochemical Aspects / Efecto de la Natación Sobre el Músculo Recto del Abdomen de la Rata: Aspectos Morfológicos e Histoquímicos

We investigated the effect of swimming training in rats on morphological characteristics, hypertrophy levels and metabolic and contractile adaptations of different fiber types in rat the rectus abdominis muscle. Rats were randoverly assigned to one of three groups (N = 5 each): a) swimming training for 1 h, twice a week (2x/w), b) 1 h five times a week (5x/w) for 9 consecutive weeks, or c) without any swimming training (Control). Body weight increased in 2x/w rats and decreased in the 5x/w ones. Muscle fiber diameters increased in both trained groups, with higher values in the 2x/w group. Aerobic exercise increased slow oxidative (SO) + fast-oxidative-glycolytic (FOG) fibers and decreased fast glycolytic (FG) fibers. In addition, SO fibers were increased and FOG + FG fibers were decreased in trained rats. Small and angulated atrophic fibers were also observed. These results corroborate that swimming exercise increases aerobic metabolism and thus oxidative and low contraction fibers. However, the used protocol induced, to a variable degree, changes in the muscle fiber morphology.

Se estudió el efecto de la natación en las características morfológicas, niveles de hipertrofia y las adaptaciones metabólicas y contráctiles de diferentes tipos de fibras en el músculo recto del abdomen de ratas. Las ratas fueron asignadas en tres grupos (N = 5 cada uno): a) natación por 1 hora dos veces a la semana (2x/s), b) 1 hora, cinco veces por semana (5x/s) por nueve semanas consecutivas y c) sin natación (control). El peso corporal se incrementó en las ratas 2x/s y disminuyó en 5x/s. El diámetro de las fibras musculares aumentó en ambos grupos entrenados, con mayores valores en las ratas 2x/s. El ejercicio aeróbico incrementó las fibras de oxidación lenta (OL) + las fibras de glicólisis oxidativa rápida (GOR) y disminuyeron las fibras de glicólisis rápida (GR). Además, las fibras OL aumentaron y las fibras GOR y GR disminuyeron en las ratas entrenadas. Se observó una pequeña atrofia y deshidratación de las fibras. Estos resultados corroboran que la práctica de la natación incrementa el metabolismo aeróbico, las fibras de contracción lenta y la oxidación. Sin embargo, el protocolo utilizado induce cambios en grado variable en la morfología de las fibras musculares.

Determinação de rotina do crômio em fezes, como marcador biológico, pelo método espectrofotométrico ajustado da 1,5 - difenilcarbazida / The spectrophotometric method on the routine of 1,5 - diphenylcarbazide was adjusted on chromium determination in feces, after its utilization as a biological marker as chromium (III) oxide

O objetivo deste estudo foi ajustar o método espectrofotométrico da 1,5-difenilcarbazida à determinação do crômio em fezes, como marcador biológico, adequando-o à rotina laboratorial. Fatores que poderiam exercer interferência na transformação do crômio (III) à crômio (VI) foram testados, como a recuperação do metal, quantidade de amostra, quantidade e ordem de emprego dos ácidos oxidantes da digestão úmida, temperatura e tempo de digestão e perda por volatilização do crômio como cloreto de cromila, porém não se determinou estatisticamente interferência destes fatores. No método ajustado, a amostra é digerida pela clássica mistura ácida nítrica/perclórica, levando a oxidação do crômio (III) a crômio (VI), e alíquota do extrato diluído é usado para reação com 1,5-difenilcarbazida; as absorbâncias são medidas a 550nm, utilizando-se de cubetas de um centímetro de caminho óptico, contra prova em branco conduzida simultaneamente. Dicromato de potássio foi empregado como substância de referência para obtenção da curva padrão na faixa de 0,25 - 2,5mg.mL-1 de Cr2O3 (1mg Cr2O3 º 1,9355mg K2Cr2O7).

Determinação de zinco da sola do casco de bovinos leiteiros com ou sem lesões podais, suplementados ou não com levedura seca de cana-de-açúcar / Evaluation of hoof sole zinc concentration of dairy cow with and without foot lesions, suplemented or not with drought yeast from sugarcane

Com o objetivo de estudar as concentrações de zinco da sola do casco de bovinos com e sem lesões podais, suplementados ou não com levedura seca, foram selecionadas e examinadas 60 vacas, escolhidas aleatoriamente, de um rebanho de 150 animais. Formaram-se quatro grupos de 15 animais, sendo o primeiro com animais com lesões podais e suplementados com levedura, o segundo com animais com lesões podais e sem suplementação de levedura, o terceiro com animais sem lesões podais e suplementados com levedura e o quarto com animais sem lesões podais e sem a suplementação de levedura. As concentrações de zinco da sola do casco foram determinadas por espectrometria de absorção atômica com chama (AAS). A comparação estatística das concentrações de zinco nas amostras foram submetidos à análise de variância, seguida pelo teste de Tukey, para comparação de médias. As médias das concentrações de zinco da sola do casco dos animais dos quatro grupos, quando comparadas estatisticamente, apresentaram diferença estatística significativa, somente nos animais com lesões podais e suplementados com levedura.