Lack of change in the respiratory quotient during oxygen supply dependence in endotoxemic shock: a subanalysis of an experimental controlled study / Ausência de alteração no quociente respiratório durante a dependência do suprimento de oxigênio no choque endotoxêmico: subanálise de um estudo experimental controlado

ABSTRACT Objective: To evaluate if the reductions in systemic and renal oxygen consumption are associated with the development of evidence of anaerobic metabolism. Methods: This is a subanalysis of a previously published study. In anesthetized and mechanically ventilated sheep, we measured the respiratory quotient by indirect calorimetry and its systemic, renal, and intestinal surrogates (the ratios of the venous-arterial carbon dioxide pressure and content difference to the arterial-venous oxygen content difference. The Endotoxemic Shock Group (n = 12) was measured at baseline, after 60 minutes of endotoxemic shock, and after 60 and 120 minutes of fluid and norepinephrine resuscitation, and the values were compared with those of a Control Group (n = 12) without interventions. Results: Endotoxemic shock decreased systemic and renal oxygen consumption (6.3 [5.6 - 6.6] versus 7.4 [6.3 - 8.5] mL/minute/kg and 3.7 [3.3 - 4.5] versus 5.4 [4.6 - 9.4] mL/minute/100g; p < 0.05 for both). After 120 minutes of resuscitation, systemic oxygen consumption was normalized, but renal oxygen consumption remained decreased (6.3 [5.9 - 8.2] versus 7.1 [6.1 - 8.6] mL/minute/100g; p = not significance and 3.8 [1.9 - 4.8] versus 5.7 [4.5 - 7.1]; p < 0.05). The respiratory quotient and the systemic, renal and intestinal ratios of the venous-arterial carbon dioxide pressure and content difference to the arterial-venous oxygen content difference did not change throughout the experiments. Conclusion: In this experimental model of septic shock, oxygen supply dependence was not associated with increases in the respiratory quotient or its surrogates. Putative explanations for these findings are the absence of anaerobic metabolism or the poor sensitivity of these variables in detecting this condition.

RESUMO Objetivo: Avaliar se as reduções do consumo de oxigênio sistêmico e renal estão associadas ao desenvolvimento de evidências de metabolismo anaeróbico. Métodos: Esta é uma subanálise de estudo já publicado. Em ovinos anestesiados e ventilados mecanicamente, medimos o quociente respiratório por calorimetria indireta e seus substitutos sistêmicos, renais e intestinais (as razões entre a diferença de pressão venoarterial do teor de dióxido de carbono e a diferença arteriovenosa do teor de oxigênio). O Grupo Choque Endotoxêmico (n = 12) foi medido inicialmente, após 60 minutos do choque endotoxêmico e após 60 e 120 minutos da ressuscitação com fluidos e norepinefrina, e os valores foram comparados com os do Grupo Controle (n = 12) sem intervenções. Resultados: O choque endotoxêmico diminuiu o consumo de oxigênio sistêmico e renal (6,3 [5,6 - 6,6] versus 7,4 [6,3 - 8,5] mL/minuto/kg e 3,7 [3,3 - 4,5] versus 5,4 [4,6 - 9,4] mL/minuto/100g; p < 0,05 para ambos). Após 120 minutos de ressuscitação, o consumo sistêmico de oxigênio foi normalizado, mas o consumo renal de oxigênio permaneceu reduzido (6,3 [5,9 - 8,2] versus 7,1 [6,1 - 8,6] mL/minuto/100g; p = NS e 3,8 [1,9 - 4,8] versus 5,7 [4,5 - 7,1]; p < 0,05). O quociente respiratório e as razões sistêmica, renal e intestinal entre a diferença na pressão venoarterial do teor de dióxido de carbono e a diferença arteriovenosa do teor de oxigênio não se alteraram ao longo dos experimentos. Conclusão: Nesse modelo experimental de choque séptico, a dependência do suprimento de oxigênio não foi associada a aumentos no quociente respiratório ou em seus substitutos. As explicações possíveis para esses achados são a ausência de metabolismo anaeróbico ou a baixa sensibilidade dessas variáveis na detecção dessa condição.

Modulação da concentração intracelular de NAD+ e seu efeito na tumorigênese induzida por benzo[a]pireno em células bronquiais epiteliais humanas / Modulation of intracellular concentration of NAD+ and its effect on benzo[a]pyrene-induced tumorigenesis in human epithelial bronchial cells

A alta incidência, prevalência e mortalidade do câncer de pulmão demonstram a necessidade de se identificar alterações moleculares envolvidas na carcinogênese pulmonar. Nesse contexto, a reprogramação do metabolismo energético é uma marca emergente do câncer. Há evidências de que benzo[a]pireno (B[a]P), um conhecido carcinógeno humano, induz alterações metabólicas via modificação da função mitocondrial tanto in vitro quanto in vivo. Uma vez que as alterações metabólicas não são somente o resultado da transformação celular, mas podem também ter papel na etiologia do câncer ao modular o epigenoma e a expressão de genes, intervir no metabolismo de células em processo de transformação pode contribuir para desvendar mecanismos de carcinogênese e revelar alvos para quimioprevenção. A fim de investigar a relação entre alterações no metabolismo celular, marcas epigenéticas e transformação celular, implementamos um modelo de tumorigênese (avaliada pela formação de colônias em soft-agar) induzida por B[a]P em células epiteliais bronquiais humanas imortalizadas (linhagem BEAS-2B) crescidas em monocamada (2D). O modelo possibilitou a observação de alterações precoces do metabolismo celular. Levando em consideração que o nucleotídeo NAD+ regula as atividades de diversas vias moleculares importantes para a sobrevivência, diferenciação, crescimento e morte celular, e que suas concentrações foram rapidamente diminuídas após exposição a B[a]P, decidimos suplementar as células BEAS-2B com nicotinamida ribosídeo (NR), um precursor intracelular de NAD+, concomitantemente à exposição a B[a]P. NR em baixa concentração no meio de cultura (1 µM) induziu estresse energético em células BEAS-2B expostas a B[a]P (1 µM) ao longo do período de uma semana de co-incubação, aumentando seletivamente a taxa de apoptose dessas células. Protegeu contra a transformação celular induzida por B[a]P e impediu completamente a formação espontânea de colônias das células controle em soft-agar. Usamos uma abordagem metabolômica direcionada a alvos específicos ("targeted metabolomics") desenvolvida no grupo para quantificar metabólitos conhecidamente alterados no câncer. Os dados indicam que NR diminui o metabolismo de glutamina nas células expostas a B[a]P, o que ocorre em paralelo com a diminuição das concentrações de citrato e aspartato, aumento da razão malato/aspartato, diminuição das razões ATP/AMP e ATP/ADP e aumento das concentrações de adenosina. As alterações se enquadram na hipótese de inibição do shuttle malato-aspartato, cuja atividade é necessária para a sobrevivência de células que sofrem o efeito Warburg (alta dependência de NADH citosólico para geração de ATP). NR adicionalmente protegeu as células contra o estresse redox, a hipermetilação do DNA e o aumento da atividade de sirtuína 1 (SIRT1) induzidos por B[a]P, além de aumentar a expressão de genes supressores tumorais (E-caderina, PTEN, semaforina 3F, p16(ink4a)) que podem ser reprimidos por CtBP (proteína ligante de NADH que atua como sensor redox e traduz a condição metabólica da célula para o controle da expressão gênica). Foi ainda observada maior atividade de PARP1 nas células expostas a B[a]P+NR em comparação aos demais grupos. Os resultados obtidos mostram que NR se contrapõe a ou exacerba alterações bioquímicas induzidas por B[a]P, diminuindo a chance de transformação carcinogênica das células BEAS-2B. Estudos em modelos mais complexos, como micro tecidos in vitro, são necessários para a confirmação do efeito quimiopreventivo da NR e alterações bioquímicas subjacentes

Tese de DoutoradoDOIhttps://doi.org/10.11606/T.9.2021.tde-05082021-095853DocumentoTese de DoutoradoAutorCordeiro, Everson Willian Fialho (Catálogo USP)Nome completoEverson Willian Fialho CordeiroE-mailE-mailUnidade da USPFaculdade de Ciências FarmacêuticasÁrea do ConhecimentoToxicologiaData de Defesa2021-04-08ImprentaSão Paulo, 2021OrientadorLoureiro, Ana Paula de Melo (Catálogo USP) Banca examinadoraLoureiro, Ana Paula de Melo (Presidente) Àvila, Daiana Silva de Meotti, Flavia Carla Silva, Eloiza Helena Tajara da Título em portuguêsModulação da concentração intracelular de NAD+ e seu efeito na tumorigênese induzida por benzo[a]pireno em células bronquiais epiteliais humanasPalavras-chave em portuguêsBenzo[a]pireno Câncer de pulmão Metabolismo energético Nicotinamida ribosídeo Resumo em portuguêsA alta incidência, prevalência e mortalidade do câncer de pulmão demonstram a necessidade de se identificar alterações moleculares envolvidas na carcinogênese pulmonar. Nesse contexto, a reprogramação do metabolismo energético é uma marca emergente do câncer. Há evidências de que benzo[a]pireno (B[a]P), um conhecido carcinógeno humano, induz alterações metabólicas via modificação da função mitocondrial tanto in vitro quanto in vivo. Uma vez que as alterações metabólicas não são somente o resultado da transformação celular, mas podem também ter papel na etiologia do câncer ao modular o epigenoma e a expressão de genes, intervir no metabolismo de células em processo de transformação pode contribuir para desvendar mecanismos de carcinogênese e revelar alvos para quimioprevenção. A fim de investigar a relação entre alterações no metabolismo celular, marcas epigenéticas e transformação celular, implementamos um modelo de tumorigênese (avaliada pela formação de colônias em soft-agar) induzida por B[a]P em células epiteliais bronquiais humanas imortalizadas (linhagem BEAS-2B) crescidas em monocamada (2D). O modelo possibilitou a observação de alterações precoces do metabolismo celular. Levando em consideração que o nucleotídeo NAD+ regula as atividades de diversas vias moleculares importantes para a sobrevivência, diferenciação, crescimento e morte celular, e que suas concentrações foram rapidamente diminuídas após exposição a B[a]P, decidimos suplementar as células BEAS-2B com nicotinamida ribosídeo (NR), um precursor intracelular de NAD+, concomitantemente à exposição a B[a]P. NR em baixa concentração no meio de cultura (1 µM) induziu estresse energético em células BEAS-2B expostas a B[a]P (1 µM) ao longo do período de uma semana de co-incubação, aumentando seletivamente a taxa de apoptose dessas células. Protegeu contra a transformação celular induzida por B[a]P e impediu completamente a formação espontânea de colônias das células controle em soft-agar. Usamos uma abordagem metabolômica direcionada a alvos específicos ("targeted metabolomics") desenvolvida no grupo para quantificar metabólitos conhecidamente alterados no câncer. Os dados indicam que NR diminui o metabolismo de glutamina nas células expostas a B[a]P, o que ocorre em paralelo com a diminuição das concentrações de citrato e aspartato, aumento da razão malato/aspartato, diminuição das razões ATP/AMP e ATP/ADP e aumento das concentrações de adenosina. As alterações se enquadram na hipótese de inibição do shuttle malato-aspartato, cuja atividade é necessária para a sobrevivência de células que sofrem o efeito Warburg (alta dependência de NADH citosólico para geração de ATP). NR adicionalmente protegeu as células contra o estresse redox, a hipermetilação do DNA e o aumento da atividade de sirtuína 1 (SIRT1) induzidos por B[a]P, além de aumentar a expressão de genes supressores tumorais (E-caderina, PTEN, semaforina 3F, p16(ink4a)) que podem ser reprimidos por CtBP (proteína ligante de NADH que atua como sensor redox e traduz a condição metabólica da célula para o controle da expressão gênica). Foi ainda observada maior atividade de PARP1 nas células expostas a B[a]P+NR em comparação aos demais grupos. Os resultados obtidos mostram que NR se contrapõe a ou exacerba alterações bioquímicas induzidas por B[a]P, diminuindo a chance de transformação carcinogênica das células BEAS-2B. Estudos em modelos mais complexos, como micro tecidos in vitro, são necessários para a confirmação do efeito quimiopreventivo da NR e alterações bioquímicas subjacentes.Título em inglêsModulation of intracellular concentration of NAD+ and its effect on benzo[a]pyrene-induced tumorigenesis in human epithelial bronchial cellsPalavras-chave em inglêsBenzo[a]pyrene Energetic metabolism Lung cancer Nicotinamide riboside Resumo em inglêsThe high incidence, prevalence and mortality of lung cancer demonstrates the need to identify molecular changes involved in lung carcinogenesis. In this context, the reprogramming of energy metabolism is an emerging brand of cancer. There is evidence that benzo[a]pyrene (B[a]P), a known human carcinogen, induces metabolic changes via modification of mitochondrial function both in vitro and in vivo. Since metabolic changes are not only the result of cell transformation, but can also play a role in the etiology of cancer by modulating the epigenome and gene expression, intervening in the metabolism of cells in the process of transformation can contribute to unravel mechanisms of carcinogenesis and reveal targets for chemoprevention. In order to investigate the relationship between changes in cell metabolism, epigenetic marks and cell transformation, we implemented a model of tumorigenesis (assessed by the formation of colonies on soft-agar) induced by B[a]P in immortalized human bronchial epithelial cells (BEAS-2B cell line human) grown in monolayer (2D). The model enabled the observation of early changes in cell metabolism. Taking into account that the NAD+ nucleotide regulates the activities of several molecular pathways important for cell survival, differentiation, growth and death, and that their concentrations were rapidly decreased after exposure to B[a]P, we decided to supplement the BEAS-2B cells with nicotinamide riboside (NR), an intracellular precursor of NAD+, concomitantly with exposure to B[a]P. NR in low concentration in the culture medium (1 µM) induced energy stress in BEAS-2B cells exposed to B[a]P (1 µM) over the period of a week of co-incubation, selectively increasing the apoptosis rate of these cells. It protected against cell transformation induced by B[a]P and completely prevented the spontaneous formation of control cell colonies on soft-agar. We use a targeted metabolomics approach developed in the group to quantify metabolites known to be altered in cancer. The data indicate that NR decreases the glutamine metabolism in cells exposed to B[a]P, which occurs in parallel with the decrease in citrate and aspartate concentrations, increased malate/aspartate ratio, decreased ATP/AMP and ATP/ADP ratios and increased adenosine concentrations. The changes fit the hypothesis of inhibition of the malate-aspartate shuttle, whose activity is necessary for the survival of cells that suffer the Warburg effect (high dependence on cytosolic NADH for ATP generation). NR additionally protected cells against redox stress, DNA hypermethylation and increased B[a]P-induced sirtuin 1 (SIRT1) activity, in addition to increasing the expression of tumor suppressor genes (E-cadherin, PTEN, semaphorin 3F, p16 (ink4a)) that can be suppressed by CtBP (NADH-binding protein that acts as a redox sensor and translates the cell's metabolic condition to control gene expression). Higher PARP1 activity was also observed in cells exposed to B[a]P+NR compared to the other groups. The results obtained show that NR is opposed to or exacerbates biochemical changes induced by B[a]P, reducing the chance of carcinogenic transformation of BEAS-2B cells. Studies on more complex models, such as micro tissues in vitro, are necessary to confirm the chemopreventive effect of NR and underlying biochemical changes

Warburg effect of retinal energetic metabolism and its regulatory mechanism / 中华实验眼科杂志

Retinal metabolism includes material metabolism and energetic metabolism.Retina is one of the most energy-consuming nerve tissue in human body and mainly relies on glycolysis for energy production, which is similar to very fast-growing tumor tissue.This process is known as Warburg effect.Warburg effect is of great significance, which is demonstrated that glucose is metabolized via glycolysis in a more rapid approach in comparison with oxidative phosphorylation pathway.In addition, glucose also supplies neoplastic tissue with carbon source or metabolic intermediates due to biosynthesis.The produced energy of retina is a summation of different retinal cells and tissue, such as photoreceptors, retinal pigment epithelium (RPE), Müller cells and retinal capillary endothelial cells etc.To understand the underlying mechanism contributing to Warburg effect and provide insight into metabolic coupling between neuron and glia is of important significance.Since key glycolysis enzymes (HK2, PFKFB3 and PKM2) take a pivotal role in controlling retinal cell proliferation and neovascularization, bioenergetic strategy targeting these enzymes suggests new idea in the treatment of retinal diseases where energy failure is part of the pathogenesis.Investigating underlying mechanism of retinal energy metabolism can provide new ideas for the treatment of age-related macular degeneration (AMD) and other diseases related to disordered retinal energy metabolism.The Warburg effect of retinal energetic metabolism and its regulatory mechanism were reviewed in this article.

Frequência cardíaca, lactacidemia e gasto energético de equinos da raça Crioula em provas credenciadoras ao Freio de Ouro / [Heart rate, lactate concentration and energy expenditure of Creole breed horses during qualifying tests at Freio de Ouro]

Avaliações com o intuito de mensurar marcadores de eficiência na performance esportiva do cavalo Crioulo são escassas e de fundamental importância no que tange às possíveis especificidades da raça. O objetivo do presente trabalho foi avaliar e determinar os padrões de frequência cardíaca, velocidade, concentração de lactato e gasto energético de equinos da raça Crioula durante provas credenciadoras ao Freio de Ouro. Tais variáveis foram avaliadas durante a realização das etapas funcionais da competição. Observaram-se flutuações superiores da variável frequência cardíaca (FC) durante a realização das etapas de Andadura, Figura, Volta sobre Patas e Esbarradas (And/fig/VSP) (203bpm) e menores valores na etapa Paleteada II (185bpm) (P<0,05). Em relação à velocidade, o maior valor atingido foi registrado na etapa de Paleteada II (39,7km/h). A concentração de lactato sanguíneo aferida se mostrou elevada em todas as fases da competição, sendo o maior valor observado na etapa de Paleteada II (14,5mmol/L) (P<0,05) e o menor durante a etapa de Mangueira I (9,3mmol/L). Superior gasto energético foi atribuído à etapa de And/Fig/VSP (853,28kcal/kgPV/min). Portanto, todas as etapas funcionais podem ser classificadas como anaeróbias, por apresentarem concentrações de lactato sanguíneo acima de 4mmol/L, e demandam alto gasto energético pelos competidores.(AU)

Evaluations of athletic performance markers of Crioulo breed horses are scarce yet fundamentally important regarding possible unique characteristics of this breed. This study aimed to evaluate and determine heart rate, speed, blood lactate and energy expenditure patterns of Crioulo breed horses during qualifying tests in the functional phases of the "Freio de Ouro" championship. Higher values of heart rate during the phases "andadura, figura, voltas sobre patas, esbarradas" (And/Fig/VSP) (203bpm) and lower values at "Paleteada II" (185bpm) (P<0.05) were noticed. Regarding speed variable, the maximum value was registered at "Paleteada II" (39.7km/h). During all the phases, blood lactate concentration was high, with the highest value found at "Paleteada II" (14.5mm/L) and the lowest during "Mangueira I" (9.3mm/L) (P<0.05). Superior energy expenditure was noticed in the "And/Fig/VSP" phase (853.28Kcal/kgPV/min). Thus, all functional phases can be classified as anaerobic, as blood lactate concentrations remained above 4mmol/L, with high energy demand of the horses.(AU)

Rol de la osteocalcina más allá del hueso / Role of osteocalcin beyond bone

Los hallazgos osteológicos se intensi!caron en los últimos años. Se demostró que el esqueleto se comporta, además de sus funciones clásicas, como un órgano de secreción endocrina que sintetiza al menos dos hormonas: el factor de crecimiento de !broblastos 23 (FGF-23) y la osteocalcina (Ocn). La Ocn es un péptido pequeño que contiene 3 residuos de ácido glutámico. Estos residuos se carboxilan postraduccionalmente, quedando retenida en la matriz ósea. La forma decarboxilada en el primer residuo de ácido glutámico (GluOcn) fue reportada por poseer efectos biológicos; la resorción ósea es el mecanismo clave para su bioactivación. La presente revisión se centra en los conocimientos actuales sobre la función hormonal de la Ocn. A la fecha se reporta que la Ocn regularía el metabolismo energético aumentando la proliferación de células ` pancreáticas, y la secreción de insulina y de adiponectina. Sobre el músculo esquelético actuaría favoreciendo la absorción y el catabolismo de nutrientes. La función reproductiva masculina estaría regulada mediante el estímulo a las células de Leydig para sintetizar testosterona; en el desarrollo cerebral y la cognición, la Ocn aumentaría la síntesis de neurotransmisores monoaminados y disminuiría el neurotransmisor inhibidor GABA. Si bien son indispensables mayores evidencias para dilucidar los mecanismos reguladores por medio de los cuales actuaría la Ocn, los resultados enumerados en los distintos estudios experimentales establecen la importancia de este novedoso integrante molecular. Dilucidar su rol dentro de estos procesos interrelacionados en seres humanos abriría la posibilidad de utilizar a la Ocn en el tratamiento de enfermedades endocrino-metabólicas. (AU)

Osteological !ndings have intensi!ed in recent years. The skeleton behaves as an endocrine secretion organ that synthesizes at least two hormones: osteocalcin (Ocn) and !broblast growth factor 23 (FGF-23). Ocn is a small peptide that contains 3 glutamic acid residues. After translation, these residues are carboxylated to make possible its retention into the bone matrix. Decarboxylation on the !rst glutamic acid residue (GluOcn) has been reported to have biological effects. Bone resorption is the key mechanism for its bioactivation. This review focuses on current knowledge on Ocn hormonal function. It has been reported that Ocn regulates energy metabolism by increasing the proliferation of pancreatic ` cells, and the secretion of insulin and adiponectin. On the skeletal muscle, it may act by favoring the absorption and catabolism of nutrients. Male reproductive function might be regulated by stimulating Leydig cells to synthesize testosterone. Regarding brain development and cognition, Ocn would increase monoamine neurotransmitters synthesis and decrease inhibitory neurotransmitter GABA. Although more evidence is needed to elucidate the regulatory mechanisms of Ocn, different experimental studies establish the importance of this novel molecular mediator. Clarifying its role within interrelated processes in humans, might open the possibility of using Ocn in different treatments of endocrine-metabolic diseases. (AU)

Metabolismo do lactato e avaliação de desempenho: dois lados do mesmo processo / Lactate metabolism and performance assessment: two sides of the same process

A mensuração do lactato sanguíneo com determinação do limiar anaeróbio é uma forma simples e difundida de avaliar o desempenho físico. O lactato é o produto final da glicólise anaeróbia, um dos processos geradores de energia no corpo humano, junto com os sistemas dos fosfagênios e aeróbio. A contribuição relativa de cada um deles para as demandas energéticas do músculo esquelético depende do tipo, intensidade e duração do exercício, e o lactato é uma forma de medir essa contribuição. Há intensa transferência de lactato entre tecidos e dentro das células musculares. O propósito desta revisão é interligar esses aspectos em uma estrutura coerente a partir da qual novas hipóteses possam ser exploradas. Foram consultados artigos das bases PubMed e Scielo usando os termos treinamento, performance, lactato e metabolismo e livros de fisiologia. O metabolismo sistêmico de lactato e a variação sanguínea do lactato, registrada em avaliações de desempenho, são aspectos inter-relacionados do mesmo processo fisiológico.

The measuring of blood lactate to determine anaerobic threshold is the commonest method to evaluate physical performance. Lactate is the final product of anaerobic glycolysis, one of the energy-producing processes in the human body, coupled to phosphagenic and aerobic systems. Since relative contribution of each for energy demands of the skeleton muscle depends on the type, intensity and duration of the exercise, lactate measures such contribution. There is intense transfer of lactate among tissues and within muscle cells. This review interlinks the above aspects within a coherent structure so that new hypotheses may be taken. Physiology textbooks and articles from PubMed and Scielo databases were consulted by employing the terms training, performance, lactate and metabolism. Lactate systemic metabolism and lactate blood variation registered in performance assessments are inter-related aspects of the same physiological process.

Changes in energetic metabolism of Biomphalaria glabrata (Mollusca, Planorbidae) in response to exogenous calcium / Alterações no metabolismo energético de Biomphalaria glabrata em resposta ao cálcio exógeno

Abstract Calcium is considered an essential element for the metabolism of aquatic snail Biomphalaria glabrata (Say, 1818), intermediate host of Schistosoma mansoni Sambon, 1907 in Brazil, and represents a limiting factor to its distribution and adaptation to the environment. This study investigated the effect of different concentrations of exogenous CaCO3 on the energetic metabolism of B. glabrata for better understanding the physiological interference of chemical elements dissolved in the environment with the physiology of this species. Sixty-day-old snails were distributed into six groups, five exposed to different concentrations of CaCO3 (20, 40, 60, 80 and 100 mg/L) and a control group. The exposure to CaCO3 was assessed over time, with analysis of 15 snails of each group in the following intervals: 1, 14, 21 or 30 days for hemolymph extraction. Concentrations of calcium and glucose in the hemolymph were determined by commercial kits, and organic acids were extracted using an ion exchange column and analyzed by high-performance liquid chromatography. Concentration of calcium in the hemolymph showed no significant difference (p>0.05) from the control group and between the concentrations tested. Concentration of glucose decreased (p<0.05) in the treatments of exposure to 20 and 40 mg/L and increased when exposed to 80 and 100 mg/L CaCO3 compared to control and to other concentrations tested over 30 days. The organic acids pyruvate, oxaloacetate, citrate, succinate, fumarate, beta-hydroxybutyrate and lactate presented increased concentrations, while propionate and acetoacetate, decreased concentrations, when exposed to CaCO3 compared to control. Considering the influence of different periods of exposure to CaCO3, on the 14th day, there were stronger alterations in the metabolism of B. glabrata. In conclusion, exposure to CaCO3 reduced the concentration of glucose, which is metabolized into pyruvate, the final product of glycolysis, and also influenced the energetic metabolism pathways, indicating an aerobic or partially anaerobic functioning.

Resumo O cálcio é considerado um elemento essencial no metabolismo do molusco aquático Biomphalaria glabrata (Say, 1818), principal hospedeiro intermediário de Schistosoma mansoni Sambon, 1907 no Brasil e, tem sido descrito como um fator limitante na distribuição e adaptação desse molusco no ambiente. O presente trabalho avaliou o efeito de diferentes concentrações de carbonato de cálcio (CaCO3) exógeno ao metabolismo energético de B. glabrata, a fim de subsidiar uma melhor compreensão da interferência de elementos químicos dissolvidos no meio aquático na fisiologia destes moluscos. Foram utilizados moluscos com sessenta dias de vida, distribuídos em seis grupos, cinco expostos a diferentes concentrações de CaCO3 (20, 40, 60, 80 e 100mg/L) e um controle. A exposição ao CaCO3 foi avaliada em função do tempo, sendo retirados 15 moluscos de cada grupo nos seguintes intervalos: 1, 14, 21 ou 30 dias para extração da hemolinfa. As concentrações de cálcio e glicose na hemolinfa foram determinadas usando-se kits comercial e os ácidos orgânicos foram extraídos por meio da coluna de troca iônica e analisados através cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados demonstraram que a concentração de cálcio na hemolinfa não apresentou diferença significativa (p>0,05) em relação ao controle e nas concentrações testadas. A concentração de glicose diminuiu (p<0,05) nas exposições a 20 mg e 40 mg/L e aumentou nas exposições a 80 mg e 100 mg/L de CaCO3 em relação ao controle e demais concentrações testadas ao longo de 30 dias. Os ácidos orgânicos piruvato, oxaloaceato, citrato, succinato, fumarato, β-hidroxibutirato e lactato tiveram suas concentrações aumentadas, enqunato, propionato e acetoacetato tiveram suas concentrações diminuídas na exposição ao CaCO3 comparada ao controle. Quanto a influência dos diferentes períodos de exposição ao CaCO3, aos 14 dias, as alterações no metabolismo de B. glabrata foram mais expressivas. Conclui-se que as exposições ao CaCO3 influenciaram na redução de glicose, sendo esta metabolizada a piruvato, produto final da glicólise e alteraram as vias de metabolismo energético, indicando um funcionamento aeróbio ou parcialmente anaeróbio.

Combinação de butafosfan e cianocobalamina no metabolismo da glicose em vacas leiteiras após o parto / Combined of butaphosphan and cyanocobalamin on the glucose metabolism of dairy cows after calving

A hipótese deste estudo é de que o uso da combinação de butafosfan e cianocobalamina pode melhorar a resistência periférica à insulina, aumentar a quantidade de glicose disponível para a glândula mamária e a produção de leite. Assim, o objetivo foi investigar os efeitos combinados de butafosfan e cianocobalamina sobre o metabolismo da glicose em vacas leiteiras no período pós-parto. Vinte e uma vacas leiteiras foram divididas em dois grupos: grupo controle (CON, n= 11), que recebeu cinco aplicações de solução salina (20mL / animal 0,9% NaCl), e grupo Catosal(r) (ABC, n= 10), que recebeu cinco aplicações de 20mL de uma solução contendo as substâncias butafosfan e cianocobalamina (B12 Catosal(r), 100mg da substância butafosfan e 50µg de cianocobalamina por mL). As aplicações foram realizadas por via intramuscular, nos dias sete, 12, 17, 22 e 27 pós-parto. As amostras de sangue foram coletadas para a avaliação das concentrações plasmáticas de fósforo, glicose, ácidos graxos não esterificados (AGNE), albumina, aspartato aminotransferase (AST) e creatina quinase (CK). Nos dias oito e 28 pós-parto, os animais foram pesados e submetidos aos testes de tolerância à glicose e à insulina. O tratamento promoveu perda de peso (ABC 40,4kg, CON 10,73kg, P<0,05) e aumento da AST (ABC 62,92 ±3,31U/L, CON 53,11±3,49 U / L, P<0,05) e dos níveis de CK (ABC 134,09± 19,08U / L, CON 79,43 ± 18,27U / L). Os grupos não diferiram quanto ao metabolismo (área sob a curva) da glicose nos dias oito e 28, porém os animais tratados tiveram um aumento na glicemia (P<0,05) no dia 28 pós-parto (97,54 ± 8,54mg / dL), após a administração de insulina, em comparação ao dia oito (83,01 ± 8,54mg / dL). Assim, pode-se concluir que a combinação de butafosfan e cianocobalamina melhora a adaptação do metabolismo da glicose em vacas leiteiras no início da lactação.(AU)

The hypothesis of this study is that the combined use of butaphosphan and cyanocobalamin could enhance peripheral insulin resistance, increasing the amount of glucose available for the mammary gland and milk production. Thus, our aim was to investigate the combined effects of butaphosphan and cyanocobalamin on the glucose metabolism in dairy cows during the postpartum period. Twenty one dairy cows were divided into two groups: Control Group (CON, n= 11), that received 5 injections of saline solution (20mL/animal 0.9 % NaCl), and Catosal group (ABC, n= 10) which received 5 injections of 20mL of a Butafosfan and Cyanocobalamin solution (Catosal(r) B12, 100mg of Butafosfan and 50µg Cyanocobalamin for mL). The injections were performed by intramuscular route, on days 7, 12, 17, 22 and 27 postpartum. Blood samples were taken on these days to evaluate plasma concentrations of phosphorus, glucose, non-esterified fatty acids (NEFA), albumin, aspartate aminotransferase (AST) and creatine kinase (CK). On days 8 and 28 postpartum, the animals were weighted and subjected to the glucose tolerance and insulin challenge tests. The treatment promoted weight loss (ABC 40.4kg, CON 10.73kg, P< 0.05) and increased AST (ABC 62.92 ±3.31U/L, CON 53.11 ±3.49U/L, P< 0.05) and CK levels (ABC 134.09 ±19.08U/L, CON 79.43 ±18.27U/L). Glucose metabolism (area under the curve) did not differ (P> 0.05) among groups on days 8 and 28; however, ABC animals showed higher serum glucose levels (P< 0.05) after insulin administration on day 28 postpartum (97.54 ±8.54mg/dL) when compared to day 8 (83.01 ±8.54mg/dL). It could be concluded that the combined use of butaphosphan and cyanocobalamin interferes positively with the adaptation of glucose metabolism in dairy cows in early lactation.(AU)

Effect of carbohydrate intake and physical exercise on glycogen concentration / Efeito de consumo de carboidrato e de exercício físico sobre a concentração de glicogênio

Carbohydrate is an important source of energy which is stored as glycogen. Since this storage may be related to the use of sports drinks, this study evaluated the changes in liver, skeletal muscle and kidney glycogen content of rats supplemented with maltodextrin and submitted to aerobic exercise at maximum lactate steady state or high-intensity anaerobic exercise. Sixty-nine male Wistar rats, 60 days old at the beginning of the experiment, were used. The training protocol consisted of 8 weeks of continuous aerobic (60 min/day) or intermittent swimming (two periods of 30 min/day at an interval of 10 min and an exercise/rest ratio of 15 seconds), with overloads corresponding to 5% and 10% of body weight, respectively. The animals were supplemented for 37 days with a daily dose of 0.48 g/kg maltodextrin dissolved in water or received pure water. Factorial ANOVA or the Kruskal-Wallis test was used for data analysis. Aerobic training resulted in a significant increase in blood glucose (p˂0.02) and in a decline in hepatic glycogen content (p<0.02), while anaerobic exercise promoted a significant increase in lactate concentration (p˂0.001) and a decrease in skeletal muscle (p=0.02) and kidney (p<0.03) glycogen content. Maltodextrin supplementation significantly increased muscle (p=0.008) and kidney (p<0.02) glycogen content in rats submitted to aerobic exercise. Eight weeks of aerobic and anaerobic exercise caused changes in liver, skeletal muscle and kidney glycogen content, as well as in blood glucose and blood lactate. Maltodextrin supplementation was effective in increasing skeletal muscle and kidney glycogen stores in rats submitted to aerobic exercise.

O carboidrato é um importante substrato energético, sendo armazenado na forma de glicogênio. Considerando que este armazenamento pode estar relacionado com o uso de soluções esportivas, este estudo verificou as alterações nos conteúdos de glicogênio hepático, muscular e renal de ratos suplementados com maltodextrina e treinados em exercício aeróbio no estado estável máximo de lactato ou anaeróbio de alta intensidade. Foram utilizados 69 ratos machos da linhagem Wistar, com 60 dias, no início do experimento. O protocolo de treinamento consistiu de oito semanas de natação em padrão aeróbio contínuo (60 min/dia) ou intermitente (dois períodos de 30 min, com intervalo de 10 min e relação esforço/pausa de 15 segundos), com sobrecargas correspondentes a 5% e 10% do peso corporal, respectivamente. Durante 37 dias, os animais foram suplementados com uma dose diária de 0,48 g/kg de maltodextrina dissolvida em água ou receberam água pura. Para a análise dos dados, utilizou-se a Anova fatorial ou o Teste de Kruskal-Wallis. O treinamento aeróbio ocasionou aumento na glicemia (p˂0,02) e redução de glicogênio hepático (p<0,02), enquanto o exercício anaeróbio proporcionou aumento no lactato (p˂0,001) e diminuição de glicogênio muscular (p=0,02) e renal (p<0,03). A maltodextrina causou elevação no conteúdo de glicogênio muscular (p=0,008) e renal (p<0,02) dos ratos exercitados em exercício aeróbio. Oito semanas de exercício aeróbio e anaeróbio proporcionaram importantes alterações nos conteúdos de glicogênio hepático, muscular e renal, assim como na glicemia e no lactato sanguíneo. A suplementação com maltodextrina foi efetiva em elevar o conteúdo de glicogênio muscular e renal de ratos exercitados em exercício aeróbio.

Concentraciones máximas de lactato sanguíneo producidos en combates de esgrima dependiendo del tipo de arma / Maximal blood lactate concentrations produced in fencing matches given by the type of weapon

Debido a la predominancia de movimientos breves y explosivos, la larga duración de los torneos oficiales, y las diferencias reglamentarias, técnicas y tácticas de cada una de las armas, no existe una homogeneidad de criterios en referencia a la contribución de los sistemas energéticos participantes en la esgrima. Determinar los niveles máximos de lactato sanguíneo que producen esgrimistas durante una competencia oficial, y determinar si existen diferencias según cada arma. Se realizó la medición de lactato a 24 esgrimistas adultos (ocho por cada una de las tres armas) luego de finalizado los combates de la fase de octavos de final de una competencia oficial de carácter Nacional. Los valores promedios obtenidos para las tres armas fueron de 2,62 mmol/lt. (espada: 2,46 mmol/lt; sable: 2,67 mmol/lt y florete: 2,73 mmol/lt.), no existiendo diferencias estadísticamente significativas entre las tres armas. Las concentraciones máximas de lactato en la fase de octavos de final de una competencia oficial indican una escasa participación del sistema anaeróbico láctico; además, el tipo de arma no influiría en las concentraciones de ácido láctico producidas en combate. Los resultados de este estudio sirven de herramienta para mejorar la aplicación de las cargas físicas y selección de métodos de entrenamiento, los que deben considerar la predominancia de los sistemas energéticos anaeróbico aláctico y aeróbico.

Due to the predominance of brief and explosive movements, the length of the official tournaments and the differences in regulations, techniques and tactics of each of the weapons, there’s a lack of criteria homogeneity in reference to the contribution of the energy systems involved in fencing. The objective of this study is to determine the maximal levels of blood lactate produced by fencers during an official tournament, and determine if differences exist between each weapon.A lactate measurement was performed on 24 adult fencers (eight for each of the three weapons) after the end of their respective matches in the combats of the eighth finals in a official competition. The values from the averages obtained for the three weapons were that of 2,62 mmol/lt (sword: 2,46 mmol/lt; sable 2,67 mmol/lt and foil: 2,73 mmol/lt), without any statistical significant differences found between the three weapons. The maximal concentrations of lactate in the combats of the eighth finals in a official competition indicate a low participation of the anaerobic lactate system; furthermore, the type of weapon would not influence the maximum concentrations of lactic acid produced in combat. The results of this study can be used as a tool to improve on the application of physical burdens and selection of training methods, in particular, those which must take into account the anaerobic lactic and aerobic systems.

Indicadores antropométricos e fisiológicos de uma amostra de atletas brasileiros de rugby / Anthropometrical and physiological parameters of Brazilian rugby athletes sample / Los indicadores antropométricos y fisiológicos de una muestra brasileña de atletas de rugby

Verificou-se parâmetros fisiológicos e antropométricos de jogadores de rugby. Quinze atletas, agrupados de acordo com a posição de jogo: forwards (GF) e backs (GB) realizaram avaliação antropométrica e teste de potência anaeróbia com análise do lactato sanguíneo, frequência cardíaca e percepção subjetiva de esforço. O teste t de Student mostrou diferenças entre grupos para as variáveis antropométricas, em especial massa corporal (GF=102,6±16,0 kg; GB=80,0±6,8 kg) e massa gorda (GF=28,0±10,6 kg; GB=13,8±5,6 kg), mas não para as variáveis mensuradas no teste de potência. Além disso, o teste de correlação de Pearson mostrou influência negativa da massa gorda no tempo de teste para GF (r=0,73) e positiva da massa isenta de gordura na potência para GB (r=0,80), ressaltando que a composição corporal influencia a performance no rugby, e deve ser utilizada juntamente a parâmetros fisiológicos para discriminar posições nesta modalidade.

We examined physiological and anthropometrical parameters of rugby players. Fifteen athletes, grouped according to game position: forwards (GF) and backs (GB), underwent anthropometric assessment and anaerobic power test with blood lactate analysis, heart rate and perceived exertion measures. The Student t test showed differences between groups for anthropometrical variables, particularly for body mass (GF=102.6 ± 16.0 kg; GB=80.0 ± 6.8 kg) and fat mass (GF=28.0 ± 10.6 kg; GB=13.8 ± 5.6 kg), but no differences for variables measured in the power test. Furthermore, the Pearson correlation test showed negative influence of fat mass in test time for GF (r=0.73) and positive of fat-free mass in power for GB (r=0.80), highlighting that body composition influences rugby performance and should be used with physiological parameters for position determinations.

Hemos examinado indicadores fisiológicos y antropométricos de jugadores de rugby. Quince atletas, agrupados de acuerdo con la posición de juego: hacia delante (GF) y espalda (GB) realizaron evaluación antropométrica y test de potencia anaeróbica con análisis de lactato sanguíneo, frecuencia cardíaca y el esfuerzo percibido. El test t de Student mostró diferencias entre los grupos para las variables antropométricas, en particular de masa corporal (GF=102,6±16,0 kg; GB=80,0±6,8 kg) y la masa grasa (GF=28,0±10,6 kg; GB=13,8±5,6 kg), pero no para las variables medidas en el test de potencia. Además, el test de correlación de Pearson mostró influencia negativa de la masa grasa en el tiempo de test para GF (r=0,73) y positiva para la masa libre de grasa en la potencia para GB (r=0,80), resaltando que la composición corporal influye en el desempeño en el rugby, y se debe utilizar en conjunto con los parámetros fisiológicos para discriminar las posiciones en este deporte.

Efeito de 27 semanas de treinamento físico obrigatório na aptidão física e antropometria de bombeiros recém-admitidos / Effect of 27 weeks of physical training on the physical fitness and anthropometry of newly recruited firefighters

O objetivo do presente estudo foi verificar o efeito do treinamento físico obrigatório aplicado pela corporação de bombeiros no nível de aptidão física e composição corporal de bombeiros recém-admitidos. Quarenta e seis bombeiros recém-admitidos, do gênero masculino (23,9 ± 2,9 anos), foram avaliados em relação à capacidade aeróbia (teste de 12 minutos de Cooper), potência anaeróbia (Running-based anaerobic sprint test – RAST), antropometria (massa corporal, estatura e circunferência abdominal) e composição corporal (percentual de gordura) pré e pós um programa de treinamento obrigatório de 27 semanas, sob a orientação do comando dos bombeiros. A normalidade de distribuição dos dados foi verificada pelo teste de Shapiro-Wilk, e as variáveis comparadas nos dois momentos de avaliação pelo teste t de Student para amostras pareadas, além disso, foram verificadas as diferenças percentuais e tamanho de efeito nas variáveis pré e pós-treinamento; o nível de significância adotado foi de P < 0,05. Os principais resultados mostraram que houve diminuição do índice de massa corporal, da circunferência abdominal e do percentual de gordura; aumento de 18% do consumo máximo de oxigênio predito (pré: 48,8 ± 4,6 ml·kg·min-1; pós: 57,3 ± 3,8 ml·kg·min-1) e diminuição da potência anaeróbia máxima (pré: 523,3 ± 181,8 W; pós: 448,7 ± 140,3W) e potência anaeróbia média (pré: 412,6 ± 121,7W; pós: 344,7 ± 66,7W). Assim, apesar do treinamento ter melhorado aspectos relacionados à composição corporal e aptidão aeróbia, não se mostrou efetivo na melhora da potência anaeróbia, não garantindo um nível ótimo de aptidão física para a realização das tarefas relacionadas à profissão de bombeiro.

The aim of the study was to verify the effect of the compulsory physical training provided by the firefighters' corporation on the fitness level and body composition to newly recruited firefighters. Forty- six male firefighters newly recruited (23.9 ± 2.9 years), were assessed based on their aerobic fitness (12-minute test of Cooper), anaerobic power (Running-based anaerobic sprint test – RAST), anthropometric (Weight, height and abdominal circumference) and body composition (fat percentage) pre and post a compulsory training program of 27 weeks, under the guidance of firefighters' corporation members. The normality of data distribution was verified by the Shapiro-Wilk test, and the variables were compared according to moments of evaluation by Student’s t test for paired samples, it was also checked the percentage differences and effect size of the variables in pre and post-training moments; the level of significance was set at P < 0.05. The main results showed that there was a decrease in body mass index, abdominal circumference and fat percentage; an increase of 18% of predicted maximum oxygen consumption (pre: 48.8 ± 4.6 ml·kg·min-1; post: 57.3 ± 3.8 ml·kg·min-1) and decrease of maximal anaerobic power (pre: 523.3 ± 181.8 W; post: 448.7 ± 140.3W) and average anaerobic power (pre: 412.6 ±121.7W; post: 344.7 ± 66.7W). Despite the training has improved some aspects related to body composition and aerobic fitness, it was not effective in improving anaerobic power, not ensuring optimal level of fitness for firefighters to perform tasks related to their profession.

Efeito da intensidade do exercício sobre a oxidação de carboidratos e gorduras durante a recuperação pós-exercício em diabéticos tipo 2 / Effects of exercise intensity in fat and carbohydrate oxidation during post-exercise recovery in type 2 diabetes

Indivíduos com diabetes tipo 2 apresentam alterações na utilização de substratos energéticos em repouso e durante o exercício, como capacidade reduzida de utilização de carboidratos e síntese de glicogênio muscular, acentuando a hiperglicemia e a resistência à insulina. Estudos têm demonstrado que o exercício pode ser efetivo no controle e tratamento do diabetes tipo 2, porém o efeito de diferentes intensidades de exercício sobre a contribuição de carboidratos e gorduras durante a recuperação ainda não foi elucidado. Participaram do estudo 20 indivíduos sedentários, divididos em 2 grupos, sendo 9 diabéticos tipo 2 (DB) (2 mulheres) e 11 não diabéticos (ND) (2 mulheres), os quais foram submetidos a 3 sessões experimentais: Teste incremental máximo (TI), seguido de sessão de exercício submáximo realizado a 90% da carga do limiar de lactato (90%LL) e sessão controle (C) sem a realização de exercício, estas duas últimas em ordem randomizada. Em todas as sessões experimentais, os participantes permaneceram em repouso durante 20 min antes do inicio das sessões, bem como por 135 minutos durante o período de recuperação pós-exercício ou controle para a mensuração das variáveis ventilatórias, sendo que aos 45 minutos de recuperação uma solução de carboidrato (CHO) foi administrada. Ambos os grupos apresentaram elevada oxidação de carboidratos durante as sessões de exercício máximo (TI) e submáximo (90%LL) quando comparado aos valores de repouso (p<0,05). A oxidação de gorduras ficou elevada durante o período de recuperação do TI em ambos os grupos (p<0,05), contudo, no grupo DB, essa alteração se prolongou por um maior período de recuperação. Por outro lado, durante a recuperação do exercício submáximo, somente o grupo ND apresentou oxidação de gordura elevada após 60 min de recuperação...

Individuals with type 2 diabetes (DB) have changes in energy substrate utilization at rest and during exercise, with less use of carbohydrate and muscle glycogen synthesis, emphasizing the hyperglycemia and insulin resistance. Exercise can help control and treatment of type 2 diabetes, but effect of different exercise intensities on the carbohydrates and fats contribution during recovery has not yet been elucidated. Participated in the study 20 sedentary individuals, 9 individuals (2 women) with type 2 diabetes (DB) and 11 (2 women) without diabetes (ND), underwent three experimental sessions (SE): maximal incremental test (IT); submaximal exercise, 90% of the load of the lactate threshold (90% LL) and control (Cont) or without exercise (the latter two session in randomized order). In all the SE, the participants were at rest (pre-exercise) for 20 minutes and 135 minutes during the post-exercise for measurement of ventilatory variables, and the 45-minute of recovery the volunteers were given a carbohydrate solution was given. The results showed that both groups had high carbohydrate oxidation during exercise of high and moderate intensity compared with rest (p <0.05). The fat oxidation was higher during the recovery of IT in both groups (p <0.05), and longer in the DB. On the other hand, during recovery from moderate exercise, only ND had higher fat oxidation after 60 min of recovery...