Volatile oil of Croton zehntneri per oral sub-acute treatment offers small toxicity: perspective of therapeutic use

ABSTRACT Croton zehntneri Pax & K. Hoffm., Euphorbiaceae, or "canela-de-cunhé" is used in the Northeast Brazil to treat several diseases. Leaves and aerial parts of C. zehntneri are rich in volatile oil of high potential therapeutic. This study aimed to investigate volatile oil systemic toxicity after per oral treatment in rats. Volatile oil characterization (gas chromatography and mass spectrometry) showed 85.7% anethole and 4.8% estragole. Male Wistar rats (116-149 g) were treated with volatile oil (250 mg/kg p.o.) during ten weeks and evaluated for the following parameters: survival; food and water intake; body mass; absolute/relative organs weight; hemogram; plasma biochemical dosage; organs morphology. Volatile oil did not alter animal water and food consumption or the relative/absolute weight of most organs, but animals gained less weight. Volatile oil did not alter function biomarkers of pancreas, kidney, heart or liver, but increased plasma gamma-glutamyltranspeptidase (liver biomarker) and decreased uric acid (kidney biomarker). Although volatile oil had caused discrete morphological alterations in some organs, it did not induce architectural changes in these organs. In conclusion, the sub-acute per oral treatment with volatile oil no longer than ten weeks in rats offers small toxicity at doses below 250 mg/kg.

ADAPTAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO AO EXERCÍCIO FÍSICO: CONSIDERAÇÕES MOLECULARES E ENERGÉTICAS / ADAPTATION OF SKELETAL MUSCLE TO PHYSICAL EXERCISE: MOLECULAR AND ENERGY CONSIDERATIONS / ADAPTACIÓN DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO AL EJERCICIO FÍSICO: CONSIDERACIONES MOLECULARES Y ENERGÉTICAS

RESUMO Os benefícios para a saúde e as adaptações fisiológicas ao exercício regular são amplamente conhecidos e, com o advento das ciências ômicas e moleculares, revelou-se uma complexa rede de vias de sinalização e moléculas reguladoras que coordenam a resposta adaptativa do músculo esquelético ao exercício. As mudanças orgânicas transientes, porém, são cumulativas no pós-exercício. Elas incluem, de forma principal, a transcrição de genes relacionados aos fatores regulatórios da miogênese, ao metabolismo de carboidratos, à mobilização de gorduras, ao transporte e oxidação de substratos, ao metabolismo mitocondrial através da fosforilação oxidativa e, por fim, à regulação transcricional de genes envolvidos na biogênese mitocondrial. Tendo em vista o grande impacto científico, resumiram-se neste trabalho, além de algumas das principais respostas moleculares sofridas pelo músculo esquelético com o exercício físico, fatores que coordenam a plasticidade muscular para o ganho de desempenho. Foram citadas dezenas de biomarcadores ligados a alguns aspectos moleculares das adaptações do músculo esquelético ao exercício físico, algumas principais vias sinalizadoras e o papel mitocondrial, revelando alguns novos paradigmas para o entendimento desta área científica.

ABSTRACT The health benefits and physiological adaptations to regular physical exercise are widely known, and with the advent of the omic and molecular sciences, a complex network of signaling pathways and regulatory molecules that coordinate the adaptive response of skeletal muscle to exercise has been revealed. Transient organic changes, however, are cumulative in the post-exercise period. They mainly include transcription of genes related to regulatory factors of myogenesis, carbohydrate metabolism, fat mobilization, transport and oxidation of substrates, mitochondrial metabolism through oxidative phosphorylation, and finally, the transcriptional regulation of genes involved in mitochondrial biogenesis. Given their great scientific impact, in addition to some of the main molecular responses experienced by the skeletal muscle to exercise, factors that coordinate muscle plasticity for performance gain were summarized in this work. This review mentioned dozens of biomarkers linked to some molecular aspects of skeletal muscle adaptations to physical exercise, some major signaling pathways and the role of mitochondria, revealing some new paradigms for the understanding of this field of science.

RESUMEN Los beneficios para la salud y las adaptaciones fisiológicas al ejercicio regular son ampliamente conocidos y, con el advenimiento de las ciencias ómicas y moleculares, se ha revelado una compleja red de vías de señalización y moléculas reguladoras que coordinan la respuesta adaptativa del músculo esquelético al ejercicio físico. Los cambios orgánicos transitorios, sin embargo, son acumulativos después del ejercicio. Ellos incluyen principalmente la trascripción de genes relacionados a los factores de regulación de la miogénesis, metabolismo de carbohidratos, movilización de grasas, transporte y oxidación de substratos, metabolismo mitocondrial por la fosforilación oxidativa y, en última instancia, la regulación transcripcional de genes involucrados en la biogénesis mitocondrial. Teniendo en cuenta el gran impacto científico, se resumió en este trabajo, además de algunas de las principales respuestas moleculares experimentadas por el músculo esquelético con el ejercicio físico, factores que coordinan la plasticidad muscular en la ganancia del rendimiento. Se citaron decenas de biomarcadores relacionados con algunos aspectos moleculares de las adaptaciones del músculo esquelético al ejercicio físico, algunas de las principales vías de señalización y el papel mitocondrial, revelando algunos nuevos paradigmas para el entendimiento de esta área científica.

Regulation of muscle plasticity and trophism by fatty acids: A short review / Regulação da plasticidade e do trofismo muscular pelos ácidos graxos: uma breve revisão

Summary The skeletal muscle tissue has a remarkable ability to alter its plastic structural and functional properties after a harmful stimulus, regulating the expression of proteins in complex events such as muscle regeneration. In this context, considering that potential therapeutic agents have been widely studied, nutritional strategies have been investigated in order to improve the regenerative capacity of skeletal muscle. There is evidence of the modulatory action of fatty acids, such that oleic and linoleic acids, that are abundant in Western diets, on muscle function and trophism. Thus, fatty acids appear to be potential candidates to promote or impair the recovery of muscle mass and function during regeneration, since they modulate intracellular pathways that regulate myogenesis. This study is the first to describe and discuss the effect of fatty acids on muscle plasticity and trophism, with emphasis on skeletal muscle regeneration and in vitro differentiation of muscle cells.

Resumo O tecido muscular esquelético possui a notável capacidade plástica de alterar suas propriedades estruturais e funcionais após um estímulo lesivo, regulando a expressão de proteínas durante eventos complexos como a regeneração muscular. Nesse contexto, considerando que possíveis agentes terapêuticos vêm sendo amplamente estudados, estratégias nutricionais têm sido investigadas na perspectiva de melhorar a capacidade regenerativa do músculo esquelético. Há evidências da ação modulatória dos ácidos graxos, como os ácidos oleico e linoleico, que são abundantes nas dietas ocidentais, sobre a função muscular e o trofismo. Nesse sentido, os ácidos graxos parecem ser potenciais candidatos para promover ou prejudicar a recuperação da massa e a função muscular durante a regeneração, uma vez que modulam vias intracelulares reguladoras da miogênese. Este trabalho é o primeiro a descrever e discutir o efeito dos ácidos graxos sobre a plasticidade e o trofismo muscular, com ênfase na regeneração do músculo esquelético e na diferenciação de células musculares in vitro.

Alterações morfométricas em músculo respiratório de ratos submetidos à imobilização de pata / Morphometric alterations in respiratory muscle of rats submitted to paw immobilization

A imobilização é um recurso frequentemente utilizado na prática clínica, sendo comum em patologias álgicas e nas fraturas. O objetivo deste estudo foi analisar a influência do processo de imobilização em músculo do sistema respiratório, o diafragma. O experimento foi efetuado com 12 ratos Wistar machos divididos em dois grupos, controle e imobilizado. O procedimento de imobilização foi realizado através de um método alternativo de imobilização por fita adesiva, sendo mantida por duas semanas. Analisou-se a morfometria das fibras do diafragma com coloração de hematoxilina e eosina. Ao compararmos o diâmetro médio das fibras musculares do diafragma dos animais imobilizados (47,15μm ± 0,329μm) em relação ao controle (54,67μm ± 0,396μm), encontramos diferença estatística entre os grupos (p < 0,0001). Considerando os dados encontrados, foi possível concluir que a imobilização de pata, no modelo utilizado, foi capaz de gerar hipotrofia da musculatura respiratória, assim como um quadro geral de redução de massa corporal do animal.

Immobilization is a frequently used procedure in clinical practice and common in pain diseases and fractures. This study examined the influence of immobilization in a muscle-related respiratory system, the diaphragm. This experiment was conducted with twelve male rats divided into two groups, control and immobilized with an alternative method of restraining by tape, kept for two weeks. We analyzed the morphometry of the diaphragm muscle fibers with hematoxylin/eosin staining. Statistical difference was found (p < 0.0001) when the average diameter of the diaphragm muscle fibers of immobilized animals (47.15μm ± 0.329μm) was compared to the ones in the control group (54.67μm ± 0.396μm). Considering the results, it can be concluded that the immobilization of the animal paw in the used model was able to produce hypotrophy of respiratory musculature, as well as a general framework for reducing the mass of the animal.

Pharmacological effects of essential oils of plants of the Northeast of Brazil

The authors have reviewed the pharmacological studies done with essential oils obtained in the state of Ceará, in Northeast of Brazil, from 25 species of aromatic plants, some of which are native to the phytogeographic semiarid region characteristic of the Northeast, the "caatingas". These studies have dealt with the effect of these oils on muscle contraction and with their antisopasmodic, analgesic, antiinflammatory, anticonvulsant and antibacterial activity. The essential oils of the medicinal species have shown activity coherent with the use of these plants in folk medicine. The review is aimed primarily at summarizing the information relevant for a critical evaluation of the perspectives and potential of these oils as pharmacological and therapeutic agents.