Oral glutamine dipeptide or oral glutamine free amino acid reduces burned injury progression in rats

Abstract This study was carried out to evaluate the effect of Glutamine, as a dipeptide or a free amino acid form, on the progression of burn injuries in rats. Thirty male Wistar rats were burned with a comb metal plate heated in boiling water (98 °C) for three minutes, creating four rectangular full-thickness burn areas separated by three unburned interspaces (zone of stasis) in both dorsum sides. The animals were randomized into three groups (n=10): saline solution (G1-Control) and treated groups that orally received Glutamine as dipeptide (G2-Dip) or free amino acid (G3-FreeAA). Two and seven days after burn injury, lesions were photographed for unburned interspaces necrosis evolution assessment. Seven days after injury, glutathione seric was measured and histopathological analysis was performed. By photographs, there was a significant reduction in necrosis progression in G3-Free-AA between days two and seven. Histopathological analysis at day 7 showed a significantly higher stasis zone without necrosis and a higher number of fibroblasts in G2-Dip and G3-FreeAA compared with G1-Control. Also, glutathione serum dosage was higher in G2-Dip. The plasmatic glutathione levels were higher in the G2-Dip than the G1-Control, and there was a trend to higher levels in G3-FreeAA. The reduction in histological lesions, greater production of fibroblasts, and greater amounts of glutathione may have benefited the evolution of burn necrosis, which showed greater preservation of interspaces.

Resumo Este estudo foi realizado para avaliar o efeito da Glutamina, como um dipeptídeo ou forma de aminoácido livre, na progressão de queimaduras em ratos. Trinta ratos Wistar machos foram queimados com um pente de metal aquecido em água fervente (98 °C) por três minutos, criando quatro áreas retangulares queimadas separadas por três interesespaços não queimados (zona de estase) em ambos os lados do dorso. Os animais foram randomizados em três grupos (n = 10): solução salina (G1-Controle) e grupos tratados que receberam glutamina via oral como dipeptídeo (G2-Dip) ou aminoácido livre (G3-FreeAA). Dois e sete dias após a queimadura, as lesões foram fotografadas para avaliação da evolução da necrose entre os espaços não queimados. Sete dias após a lesão, foi dosada a glutationa sérica e realizada análise histopatológica. Pelas fotografias, houve uma redução significativa na progressão da necrose no G3-Free-AA entre os dias dois e sete. A análise histopatológica no dia 7 mostrou uma zona de estase significativamente maior sem necrose e número mais elevado de fibroblastos em G2-Dip e G3-FreeAA em comparação com G1-Controle. Os níveis plasmáticos de glutationa foram maiores no G2-Dip em relação ao G1-Controle, e houve tendência a níveis mais elevados no G3-FreeAA. A redução das lesões histológicas, maior produção de fibroblastos, maior quantidade de glutationa podem ter beneficiado a evolução da necrose da queimadura, que mostrou maior preservação dos interespaços.

Oral glutamine dipeptide or oral glutamine free amino acid reduces burned injury progression in rats / O dipeptídeo de glutamina oral ou aminoácido livre de glutamina oral reduz a progressão da lesão por queimadura em ratos

Abstract This study was carried out to evaluate the effect of Glutamine, as a dipeptide or a free amino acid form, on the progression of burn injuries in rats. Thirty male Wistar rats were burned with a comb metal plate heated in boiling water (98 °C) for three minutes, creating four rectangular full-thickness burn areas separated by three unburned interspaces (zone of stasis) in both dorsum sides. The animals were randomized into three groups (n=10): saline solution (G1-Control) and treated groups that orally received Glutamine as dipeptide (G2-Dip) or free amino acid (G3-FreeAA). Two and seven days after burn injury, lesions were photographed for unburned interspaces necrosis evolution assessment. Seven days after injury, glutathione seric was measured and histopathological analysis was performed. By photographs, there was a significant reduction in necrosis progression in G3-Free-AA between days two and seven. Histopathological analysis at day 7 showed a significantly higher stasis zone without necrosis and a higher number of fibroblasts in G2-Dip and G3-FreeAA compared with G1-Control. Also, glutathione serum dosage was higher in G2-Dip. The plasmatic glutathione levels were higher in the G2-Dip than the G1-Control, and there was a trend to higher levels in G3-FreeAA. The reduction in histological lesions, greater production of fibroblasts, and greater amounts of glutathione may have benefited the evolution of burn necrosis, which showed greater preservation of interspaces.

Resumo Este estudo foi realizado para avaliar o efeito da Glutamina, como um dipeptídeo ou forma de aminoácido livre, na progressão de queimaduras em ratos. Trinta ratos Wistar machos foram queimados com um pente de metal aquecido em água fervente (98 °C) por três minutos, criando quatro áreas retangulares queimadas separadas por três interesespaços não queimados (zona de estase) em ambos os lados do dorso. Os animais foram randomizados em três grupos (n = 10): solução salina (G1-Controle) e grupos tratados que receberam glutamina via oral como dipeptídeo (G2-Dip) ou aminoácido livre (G3-FreeAA). Dois e sete dias após a queimadura, as lesões foram fotografadas para avaliação da evolução da necrose entre os espaços não queimados. Sete dias após a lesão, foi dosada a glutationa sérica e realizada análise histopatológica. Pelas fotografias, houve uma redução significativa na progressão da necrose no G3-Free-AA entre os dias dois e sete. A análise histopatológica no dia 7 mostrou uma zona de estase significativamente maior sem necrose e número mais elevado de fibroblastos em G2-Dip e G3-FreeAA em comparação com G1-Controle. Os níveis plasmáticos de glutationa foram maiores no G2-Dip em relação ao G1-Controle, e houve tendência a níveis mais elevados no G3-FreeAA. A redução das lesões histológicas, maior produção de fibroblastos, maior quantidade de glutationa podem ter beneficiado a evolução da necrose da queimadura, que mostrou maior preservação dos interespaços.

Heat shock response in noise-induced hearing loss: effects of alanyl-glutamine dipeptide supplementation on heat shock proteins status / Resposta de choque térmico em perda auditiva induzida por ruído: efeitos da suplementação com dipeptídeos de alanil-glutamina sobre o estado das proteínas de choque térmico

Abstract Introduction: The 72 kDa heat shock protein, HSP72, located intracellularly provides cochlear cytoprotective and anti-inflammatory roles in the inner ear during stressful noise challenges. The expression of intracellular HSP72 (iHSP72) can be potentiated by alanyl-glutamine dipeptide supplementation. Conversely, these proteins act as pro-inflammatory signals in the extracellular milieu (eHSP72). Objective: We explore whether noise-induced hearing loss promotes both intracellular and extracellular HSP72 heat shock response alterations, and if alanyl-glutamine dipeptide supplementation could modify heat shock response and prevent hearing loss. Methods: Female 90 day-old Wistar rats (n = 32) were randomly divided into four groups: control, noise-induced hearing loss, treated with alanyl-glutamine dipeptide and noise-induced hearing loss plus alanyl-glutamine dipeptide. Auditory brainstem responses were evaluated before noise exposure (124 dB SPL for 2 h) and 14 days after. Cochlea, nuclear cochlear complex and plasma samples were collected for the measurement of intracellular HSP72 and extracellular HSP72 by a high-sensitivity ELISA kit. Results: We found an increase in both iHSP72 and eHSP72 levels in the noise-induced hearing loss group, which was alleviated by alanyl-glutamine dipeptide treatment. Furthermore, H-index of HSP72 (plasma/cochlea eHSP72/iHSP72 ratio) was increased in the noise-induced hearing loss group, but prevented by alanyl-glutamine dipeptide treatment, although alanyl-glutamine dipeptide had no effect on auditory threshold. Conclusions: Our data indicates that cochlear damage induced by noise exposure is accompanied by local and systemic heat shock response markers. Also, alanyl-glutamine reduced stress markers even though it had no effect on noise-induced hearing loss. Finally, plasma levels of 72 kDa heat shock proteins can be used as a biomarker of auditory stress after noise exposure.

Resumo Introdução: A proteína de choque térmico de 72 kDa, HSP72 localizada intracelularmente, tem papéis citoprotetores e anti-inflamatórios cocleares na orelha interna durante situações de ruído estressantes. A expressão dessa proteína pode ser potencializada pela suplementação com dipeptídeo de alanil-glutamina. Por outro lado, essas proteínas atuam como sinais pró-inflamatórios no meio extracelular. Objetivo: Investigar se a perda auditiva induzida por ruído promove alterações tanto das proteínas HSP72 intracelulares quanto extracelulares na resposta de choque térmico e se a suplementação com alanil-glutamina pode modificar a resposta de choque térmico e evitar a perda auditiva. Método: Ratos Wistar fêmeas, com 90 dias de idade (n = 32), foram divididos aleatoriamente em quatro grupos: controle, perda auditiva induzida por ruído, tratados com alanil-glutamina e perda auditiva induzida por ruído mais alanil-glutamina. Os potenciais evocados auditivos do tronco encefálico foram avaliados antes da exposição ao ruído (124 dB NPS por 2 h) e 14 dias após. A cóclea, o complexo nuclear coclear e amostras de plasma foram coletadas para mensuração de HSP72 intra e extracelular com um kit Elisa de alta sensibilidade. Resultados: Houve um aumento nos níveis de HSP72 intra e extracelular no grupo perda auditiva induzida por ruído, que foi minimizado pelo tratamento com alanil-glutamina. Além disso, o índice H das HSP72 (razão HSP72 extracelular/HSP72intracelular plasma/cóclea) aumentou no grupo perda auditiva induzida por ruído, mas foi limitado pelo tratamento com alanil-glutamina, embora o alanil-glutamina não tenha efeito no limiar auditivo. Conclusões: Nossos dados indicam que o dano coclear induzido pela exposição ao ruído é acompanhado por marcadores da resposta de choque térmico locais e sistêmicos. Além disso, alanil-glutamina reduziu os marcadores de estresse, mesmo não tendo efeito sobre a perda auditiva induzida por ruído. Finalmente, os níveis plasmáticos de proteínas de choque térmico de 72 kDa podem ser usados como biomarcador do estresse auditivo, após a exposição ao ruído.

Assessment of pre- and post-operative nutritional status in patients undergoing orthognathic surgery / Avaliação do estado nutricional pré e pós-operatório em pacientes submetidos à cirurgia ortognática

ABSTRACT: Introduction: The maxillofacial procedures for skeletal deformities are characterized by structural-morphological changes derived from unfavorable genetics with diagnosis performed during craniofacial growth. Orthognathic surgery requires a total restriction on chewing for 60 days, leading to loss of body weight in overweight and obese individuals, as well as in well-nourished patients. Objective: Evaluating the pre- and post-operative nutritional status of patients undergoing orthognathic surgery. Material and methods: This is an interventional study. The study group received supplementation with whey protein, L-arginine, L-glutamine, and fatty acid Omega-3, and both groups were assessed in terms of anthropometric and biochemical measurements. The evaluation of soft tissue healing was conducted after surgery. Results: It is possible to infer that the percentage of skeletal muscle mass tends to increase in the intervention group, however, the weight loss was greater (-4.88%). Uric acid increased post-operative in the control group (+37.64%). Conclusion: Oral nutritional supplementation used in the study seems promising for reducing the loss of skeletal muscle mass, but further studies involving a larger number of patients are needed to confirm the results. (AU)

RESUMO: Introdução: Os procedimentos maxilofaciais para deformidades esqueléticas são caracterizados por intervenções morfológicas estruturais, necessários por conta de genética desfavorável com diagnóstico feito durante o cresci-mento craniofacial. A cirurgia ortognática requer uma restrição total na mastigação por 60 dias, levando à perda de peso corporal em indivíduos com sobrepeso e obesos, bem como em pacientes bem nutridos. Objetivo: Avaliar o estado nutricional pré e pós-operatório dos pacientes submetidos à cirurgia ortognática. Material e métodos: Trata-se de um estudo de intervenção. O grupo de estudo recebeu suplementação com proteína de soro de leite, L-arginina, L-glutamina e ácido graxo ômega-3 e ambos os grupos foram avaliados em termos de medidas antropo-métricas e bioquímicas. A avaliação da cicatrização de tecidos moles foi realizada após a cirurgia. Resultados: É possível inferir que o percentual de massa muscular esquelética tendeu a aumentar no grupo de intervenção, porém a perda de peso foi maior (-4,88%). O ácido úrico aumentou no pós-operatório no grupo controle (+37,64%). Conclusão: A suplementação nutricional oral utilizada no estudo parece promissora para reduzir a perda de massa muscular esquelética, mas estudos adicionais envolvendo um número maior de pacientes são necessários para confirmar os resultados. (AU)

Addition of synthetic amino acids in sheep semen improves its quality after cryopreservation / Adição de aminoácidos sintéticos no sêmen ovino melhora a qualidade espermática após a criopreservação do sêmen

Some amino acids can protect mammalian sperm cells against oxidation during thermal stress caused by freezing/thawing. Thus, the objective was to evaluate the protective action of the association of the amino acids L-proline (Pro) and L-glutamine (Glu) against the cryoinjury caused to sheep sperm after cryopreservation. Eight ejaculates were collected from four sheep (n=32) and diluted in Tris-Egg Yolk-Glycerol until the final concentration of 200 x106 sptz/mL and kept in a water bath at 32 °C. The amino acids were added as follows: control (without adding amino acids), Pro+Glu 1 (100 M Pro + 500 M Glu), Pro+Glu 2 (300 M Pro + 1000 M Glu), Pro+Glu 3 (500 M Pro + 1500 M Glu) and Pro+Glu 4 (700 M Pro + 2000 M Glu). Afterwards, the semen was cooled to 5 °C for 2 h, after that period, filled in 0.5 mL straws and then placed under liquid nitrogen vapor (N2L), 8 cm from the liquid sheet for 15 min, and then immersed on the N2L. The samples were analyzed for sperm motility, plasma membrane and acrosomal membrane integrity, mitochondrial activity and binding test. The variables were subjected to the normality tests (Lilliefors test) and homoscedasticity tests (Cochran and Bartlett test), afterwards the variables of normal distribution were subjected to analysis of variance and the means compared by the Tukey test with a significance level of 5%. The Pro+Glu 3 group exhibited sp

Alguns aminoácidos podem proteger as células espermáticas de mamíferos contra a oxidação durante o estresse térmico causado na congelação/descongelação. Dessa forma, objetivou-se avaliar a ação protetora da associação dos aminoácidos L-prolina (Pro) e L-glutamina (Glu) contra as crioinjúrias causadas aos espermatozoides de ovino após a criopreservação. Foram coletados oito ejaculados de quatro carneiros (n=32) e diluídos em Tris-Gema de ovo-Glicerol até a concentração final de 200 x106 sptz/mL e, mantidos em banho maria a 32 °C. Os aminoácidos foram adicionados da seguinte forma: controle (sem adição de aminoácidos), Pro+Glu 1 (100 μM Pro + 500 μM Glu), Pro+Glu 2 (300 μM Pro + 1000 μM Glu), Pro+Glu 3 (500 μM Pro + 1500 μM Glu) e Pro+Glu 4 (700 μM Pro + 2000 μM Glu). Depois, o sêmen foi resfriado a 5 °C por 2 h, após esse período, envasado em palhetas de 0,5 mL e então acondicionado sob vapor de nitrogênio líquido (N2L), a 8 cm da lâmina líquida por 15 min, e depois imersos no N2L. As amostras foram analisadas quanto à motilidade espermática, integridade da membrana plasmática e da membrana acrossomal, atividade mitocondrial e teste de ligação. As variáveis foram submetidas aos testes de normalidade (Teste de Lilliefors) e homocedacidade (Teste de Cochran e Bartlett), posteriormente as variáveis de distribuição normal foram submetidas à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey com nível de significância de 5%. O grupo Pro+Glu 3 exibiu espermatozoides com uma maior (P<0,05) motilidade após o descongelamento. Além disso o maior percentual de integridade da membrana plasmatica e acrossomal foram obtidos utilizando Pro+Glu 1, Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3; e Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3, respectivamente. Os aminoácidos também mantiveram alta a atividade mitocondrial em comparação com o controle, com Pro+Glu 3 resultando numa maior atividade (P<0,05). A viabilidade dos espermatozoides foi maior (P<0,05) com o uso de Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3 do que no controle. O número de espermatozoides que apresentaram à capacidade de ligação a membrana perivitelina da gema de ovo foi maior (P<0,05) no sêmen tratado com aminoácidos.

Addition of synthetic amino acids in sheep semen improves its quality after cryopreservation / Adição de aminoácidos sintéticos no sêmen ovino melhora a qualidade espermática após a criopreservação do sêmen

Some amino acids can protect mammalian sperm cells against oxidation during thermal stress caused by freezing/thawing. Thus, the objective was to evaluate the protective action of the association of the amino acids L-proline (Pro) and L-glutamine (Glu) against the cryoinjury caused to sheep sperm after cryopreservation. Eight ejaculates were collected from four sheep (n=32) and diluted in Tris-Egg Yolk-Glycerol until the final concentration of 200 x106 sptz/mL and kept in a water bath at 32 °C. The amino acids were added as follows: control (without adding amino acids), Pro+Glu 1 (100 µM Pro + 500 µM Glu), Pro+Glu 2 (300 µMPro + 1000 µM Glu), Pro+Glu 3 (500 µM Pro + 1500 µM Glu) and Pro+Glu 4 (700 µM Pro + 2000 µM Glu). Afterwards, the semen was cooled to 5 °C for 2 h, after that period, filled in 0.5 mL straws and then placed under liquid nitrogen vapor (N2L), 8 cm from the liquid sheet for 15min, and then immersed on the N2L. The samples were analyzed for sperm motility, plasma membrane and acrosomal membrane integrity, mitochondrial activity and binding test. The variables were subjected to the normality tests (Lilliefors test) and homoscedasticity tests (Cochran and Bartlett test), afterwards the variables of normal distribution were subjected to analysis of variance and the means compared by the Tukey test with a significance level of 5%. The Pro+Glu 3 group exhibited sperm with a greater (P<0.05) motility after thawing. In addition, the highest percentage of plasma and acrosomal membrane integrity were obtained using Pro+Glu 1, Pro+Glu 2 and Pro+Glu 3; and Pro+Glu 2 and Pro+Glu 3, respectively. Amino acids also kept mitochondrial activity high compared to the control, with Pro+Glu 3 resulting in greater activity (P<0.05). Sperm viability was higher (P<0.05) with the use of Pro+Glu 2 and Pro+Glu 3 than in the control. The number of sperm that showed the ability to bind to the egg yolk perivitelline membrane was higher (P<0.05) in semen treated with amino acids. It is concluded that the addition of synthetic amino acids in the semen of sheep before cryopreservation improves sperm quality and fertilization potential and can thus be added in cryopreservation protocols.

Alguns aminoácidos podem proteger as células espermáticas de mamíferos contra a oxidação durante o estresse térmico causado na congelação/descongelação. Dessa forma, objetivou-se avaliar a ação protetora da associação dos aminoácidos L-prolina (Pro) e L-glutamina (Glu) contra as crioinjúrias causadas aos espermatozoides de ovino após a criopreservação. Foram coletados oito ejaculados de quatro carneiros (n=32) e diluídos em Tris-Gema de ovo-Glicerol até a concentração final de 200 x106 sptz/mL e, mantidos em banho maria a 32 °C. Os aminoácidos foram adicionados da seguinte forma: controle (sem adição de aminoácidos), Pro+Glu 1 (100 µM Pro + 500 µM Glu), Pro+Glu 2 (300 µM Pro + 1000 µM Glu), Pro+Glu 3 (500 µM Pro + 1500 µM Glu) e Pro+Glu 4 (700 µM Pro + 2000 µM Glu). Depois, o sêmen foi resfriado a 5 °C por 2 h, após esse período, envasado em palhetas de 0,5 mL e então acondicionado sob vapor de nitrogênio líquido (N2L), a 8 cm da lâmina líquida por 15 min, e depois imersos no N2L. As amostras foram analisadas quanto à motilidade espermática, integridade da membrana plasmática e da membrana acrossomal, atividade mitocondrial e teste de ligação. As variáveis foram submetidas aos testes de normalidade (Teste de Lilliefors) e homocedacidade (Teste de Cochran e Bartlett), posteriormente as variáveis de distribuição normal foram submetidas à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey com nível de significância de 5%. O grupo Pro+Glu 3 exibiu espermatozoides com uma maior (P<0,05) motilidade após o descongelamento. Além disso o maior percentual de integridade da membrana plasmatica e acrossomal foram obtidos utilizando Pro+Glu 1, Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3; e Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3, respectivamente. Os aminoácidos também mantiveram alta a atividade mitocondrial em comparação com o controle, com Pro+Glu 3 resultando numa maior atividade (P<0,05). A viabilidade dos espermatozoides foi maior (P<0,05) com o uso de Pro+Glu 2 e Pro+Glu 3 do que no controle. O número de espermatozoides que apresentaram à capacidade de ligação a membrana perivitelina da gema de ovo foi maior (P<0,05) no sêmen tratado com aminoácidos. Conclui-se que, a adição dos aminoácidos sintéticos no sêmen de ovinos antes da criopreservação melhora a qualidade espermática e o potencial fecundante, podendo assim serem adicionados em protocolos de criopreservação.

Control of Conyza spp. with sequential application of glufosinate in soybean pre-sowing / Controle de Conyza spp. com aplicação sequencial de glufosinate em pré-semeadura da soja

ABSTRACT: Conyza spp. is among the main weeds reported worldwide. Due to its aggressiveness, such as high seed production and dispersion, and the growing reports of biotypes resistant to glyphosate, paraquat, and other herbicides, different control practices are required. Thus, this study aimed to evaluate the efficacy of herbicides with sequential application of glufosinate in soybean pre-sowing for control of Conyza spp. with indicative of resistant to paraquat. The study was carried out in the field, at Assis Chateaubriand and Palotina, state of Paraná, Brazil, in the 2018/19 season. The experiments were conducted in a randomized block design with four replications. The treatments consisted in application of glyphosate, 2,4-D, saflufenacil, glufosinate, saflufenacil/imazethapyr, diclosulam, paraquat/diuron, paraquat and imazethapyr/flumioxazin, at different combinations, in soybean pre-sowing. Control of Conyza spp., crop injury to soybean plants and variables related to agronomic performance (plant height and yield) were evaluated. All treatments were selective for soybean, which showed stronger crop injury in the presence of diclosulam herbicide, but this did not compromise soybean agronomic performance. In general, control levels were high for the treatments used. Except for paraquat treatments, in the area with the highest frequency of Conyza spp. with indicative of resistant to paraquat, and imazethapyr/flumioxazin treatment in both areas. These control results emphasized the importance of glufosinate in this management system and showed promising results for saflufenacil/imazethapyr.

RESUMO: A planta daninha Conyza spp. está entre as principais encontradas em todo o mundo. Devido a sua agressividade, como elevada produção e dispersão de sementes e os crescentes relatos de biótipos resistentes ao glyphosate, paraquat e outros herbicidas, faz-se necessário o uso de diferentes ferramentas de manejo. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia de herbicidas com aplicação sequencial de glufosinate em pré-semeadura da soja, no controle de Conyza spp. com indicativo de resistência ao paraquat. O estudo foi realizado em campo nos municípios de Assis Chateaubriand e Palotina, estado do Paraná (PR), Brasil, na safra 2018/19. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram compostos pela aplicação de glyphosate, 2,4-D, saflufenacil, glufosinate, saflufenacil/imazethapyr, diclosulam, paraquat/diuron, paraquat e imazethapyr/flumioxazin, em diferentes combinações em pré-semeadura da soja. Foram avaliados controle de Conyza spp., sintomas de injúria nas plantas de soja e variáveis relacionadas ao desempenho agronômico (altura de plantas e produtividade). Todos os tratamentos mostraram-se seletivos a soja. Visualizou-se maiores sintomas de injúria quando se tinha a presença do herbicida diclosulam, mas não resultou em danos ao desempenho agronômico da soja. De forma geral os níveis de controle foram altos para os tratamentos utilizados, em exceção para os tratamentos com paraquat na área que apresentava maior frequência de Conyza spp. com indicativo de resistência a este herbicida, e para o tratamento com imazethapyr/flumioxazin nas duas áreas. Estes resultados de controle enfatizam a importância do glufosinate neste sistema de manejo e demostram resultados promissores para saflufenacil/imazethapyr.

Effects of glutamine and alanine supplementation, in their free form or as dipeptide, on fatigue parameters of rats submitted to resistance training / Efeitos da suplementação com glutamina e alanina, na forma livre ou como dipeptídeo, sobre parâmetros de fadiga de ratos submetidos ao treinamento resistido

Fatigue is defined as the inability to maintain muscle power and strength, impairing performance. Nutritional interventions have been used to delay this phenomenon, such as glutamine and alanine supplementation. These amino acids might attenuate several causes of fatigue, since they are important energy substrates, transport ammonia avoiding the accumulation of this toxic metabolite and attenuate muscle damage and oxidative stress. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of glutamine and alanine supplementation on central and muscle fatigue parameters of rats submitted to resistance training (RT). Forty adult Wistar rats (60 days) were distributed into five groups: SED (sedentary, receiving water), CON (trained, receiving water), ALA, G+A and DIP (trained and supplemented with alanine, glutamine and alanine in their free form, and Lalanyl-L-glutamine, respectively). Trained groups underwent a ladder-climbing exercise, with progressive loads, for eight weeks. Supplements were diluted in water to a 4% concentration and offered ad libitum during the last 21 days of experiment. RT increased plasma glucose, the muscle concentrations of ammonia and glutathione (GSH) and the muscle damage parameters - plasma creatine kinase (CK) and lactate dehydrogenase (LDH), whereas decreased muscle glycogen. G+A supplementation prevented the increase of muscle ammonia by RT, while ALA and G+A administration reduced plasma CK and LDH, and DIP supplementation increased the muscle content of glycogen and LDH. Contrary to expectations, DIP administration increased central fatigue parameters, such as plasma concentration of free fatty acids (FFA), hypothalamic content of serotonin and serotonin/dopamine ratio. Despite these results, there was no difference between groups in the maximum carrying capacity (MCC) tests. In conclusion, supplementation with glutamine and alanine improves some fatigue parameters, but does not affect physical performance of rats submitted to RT

O termo fadiga é definido como a incapacidade de manutenção da força e da potência musculares, prejudicando a performance. Intervenções nutricionais têm sido utilizadas para retardar este fenômeno, como a suplementação com glutamina e alanina. Estes aminoácidos poderiam atenuar diversas causas de fadiga, pois são importantes substratos energéticos, carreiam amônia evitando o acúmulo deste metabólito tóxico e atenuam a lesão muscular e o estresse oxidativo. Logo, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da suplementação com glutamina e alanina sobre parâmetros de fadiga central e muscular em ratos submetidos ao treinamento resistido (TR). Foram utilizados 40 ratos Wistar adultos (60 dias de idade), distribuídos nos grupos: SED (não treinados, recebendo água), CON (treinados, recebendo água), ALA, G+A e DIP (treinados e suplementados com alanina, glutamina e alanina livres, e L-alanil-L-glutamina, respectivamente). Os grupos treinados realizaram um exercício de escalada em escada, com aumento progressivo de carga, durante oito semanas. A suplementação foi diluída a 4% em água e ofertada via oral, ad libitum, durante os últimos 21 dias de experimento. O TR aumentou a glicemia, as concentrações musculares de amônia e de glutationa (GSH) e os parâmetros de lesão muscular - creatina quinase (CK) e lactato desidrogenase (LDH) no plasma, enquanto reduziu o glicogênio no músculo. A suplementação com G+A preveniu o aumento de amônia muscular promovido pelo TR, enquanto a administração de ALA e G+A reduziu as concentrações de CK e LDH no plasma, e a suplementação com DIP aumentou o conteúdo muscular de glicogênio e de LDH. Ao contrário do esperado, a administração de DIP aumentou parâmetros de fadiga central, como as concentrações plasmáticas de ácidos graxos livres, o conteúdo hipotalâmico de serotonina e a razão serotonina/dopamina. Apesar disso, não houve diferença entre os grupos nos testes de carga máxima. Em conclusão, a suplementação com glutamina e alanina melhora alguns parâmetros de fadiga, mas não afeta o desempenho físico em ratos submetidos ao TR

Effects of intraperitoneal glutamine in the treatment of experimental sepsis / Efeitos da glutamina intraperitoneal no tratamento da sepse experimental

ABSTRACT Background: Sepsis is an important public health issue and is associated with high treatment costs and high mortality rates. Glutamine supplementation has proven to be beneficial to the functions of the immune system, acting beneficially in the evolution of patients in severe catabolic states. Aim: To evaluate the effect of glutamine supplementation via intraperitoneal in rats, induced sepsis, considering the following organs: intestines, liver, kidneys and lungs. Methods: Male Wistar rats subjected to sepsis by ligature and cecal puncture were divided into two groups: control C (n=6) and glutamine G (n=11), in which were administered dipeptiven 20% at a dose of 2 ml/kg/day (equivalent to 0.4g N(2)-L-alanyl-L-glutamine/kg) intraperitoneally 48 h prior to sepsis induction. After 48 h they were euthanized and intestine, liver, lung and kidney were removed for histological analysis. Results: Intestinal epithelial desquamation of the control group was more intense compared to the glutamine group (p=0.008). In the kidneys, degenerative tubular epithelial changes were less severe in the animals that received glutamine (p=0.029). Regarding to the liver, glutamine group showed lower levels of cell swelling than the control group (p=0.034). In the lung there were no results with statistical significance. Conclusion: Prior intraperitoneal supplementation with glutamine in experimental animals is able to reduce the damage to the intestinal mucosa, to the kidneys and liver's histoarchitecture.

RESUMO Racional: A sepse é importante problema de saúde pública, sendo relacionada com altos custos de tratamento e elevadas taxas de mortalidade. A suplementação de glutamina tem provado ser benéfica às funções do sistema imune, atuando em estados catabólicos graves. Objetivo: Avaliar o efeito da suplementação de glutamina via intraperitoneal em ratos induzidos à sepse. Método: Foram utilizados ratos Wistar submetidos à sepse por ligadura e punção do ceco, separados em grupo controle C (n=6) e glutamina G (n=11), aos quais foram administrados dipeptiven a 20% com dose de 2 ml/kg/dia (equivalente a 0,4 g N(2)-L-alanil-L-glutamina/kg), via intraperitoneal, 48 h antes da indução da sepse. Após 48 h todos os animais foram submetidos à eutanásia e intestino, fígado, pulmão e rim foram retirados para análise histológica. Resultados: No intestino a descamação epitelial do grupo controle foi mais intensa em comparação ao da glutamina (p=0,008). Nos rins, houve menor degeneração do epitélio tubular nos animais que receberam glutamina (p=0,029). No fígado, o grupo glutamina apresentou índices menores de tumefação celular do que o grupo controle (p=0,034). No pulmão não houve resultados com significância estatística. Conclusão: A suplementação prévia de animais experimentais com glutamina via intraperitoneal é capaz de reduzir os danos causados à mucosa intestinal, histoarquitetura dos rins e do fígado.

Proteic and phenolics compounds contents in Bacupari callus cultured with glutamine and nitrogen sources / Conteúdo de proteínas e compostos fenólicos em calos de Bacupari cultivados com glutamina e fontes de nitrogênio

Abstract In this study was evaluated the influence of glutamine supplementation on the endogenous content of amino acids, proteins, total phenolics, flavonoids and proanthocyanidins in Bacupari callus. The explants were inoculated in MS medium, MS with half concentration of the nitrogen salts (MS½) and nitrogen-free MS, supplemented with glutamine (5, 10, 30 and 60mM) named as Gln5, Gln10, Gln30 and Gln60. Amino acids and proteins were analyzed after 20, 80 and 140 days and the secondary metabolites on the 140th day. There was no difference in the amino acids on the 20th day. On the 80th day the treatments MS and MS½ presented the lowest levels. On the 140th day MS and MS½ presented the lowest amino acid concentration and Gln10 the highest. Concerning proteins, there was difference only on the 140th day, being the highest concentrations observed in Gln5, and the lowest in MS½ treatment. Total phenolics content was higher in the treatment Gln60 and lowest in MS. Treatments Gln5, Gln10, Gln30 and MS½ were statistically equal. For flavonoids, the highest values occurred in the treatments Gln30, Gln60 and MS½ and the lowest in Gln5, Gln10 and MS. Similarly, for the proanthocyanidins the highest concentrations were observed in treatment Gln60 and the lowest in Gln5 and MS. In conclusion, the treatment with 60mM of glutamine favors the protein accumulation and production of secondary metabolites in Bacupari callus.

Resumo Nesse estudo foi avaliado o efeito da suplementação com glutamina no conteúdo endógeno de aminoácidos, proteínas, fenólicos totais, flavonoides e proantocianidinas em calos de Bacupari. Os explantes foram inoculados em meio MS, meio MS com metade da concentração de dos sais de nitrogênio (MS½) e meio MS sem nitrogênio suplementado com glutamina (5, 10, 30 e 60mM) denominados como Gln5, Gln10, Gln30 e Gln60. Os aminoácidos e as proteínas foram analisados após 20, 80 e 140 dias e os metabólitos secundários no 140° dia. Não houve diferença nos aminoácidos no 20° dia. No 80° dia os tratamentos MS e MS½ apresentaram os menores níveis. No 140° dia, MS e MS½ apresentaram as menores concentrações de aminoácidos e o Gln10 as maiores. A respeito das proteínas, houve diferença apenas no 140° dia, sendo as maiores concentrações observadas nos tratamentos Gln, e as menores no MS½. O conteúdo de fenólicos totais foi maior no tratamento Gln60 e menor no MS. Os tratamentos Gln5, Gln10, Gln30 e MS½ foram estatisticamente iguais. Para os flavonóides, os maiores valores ocorreram nos tratamentos Gln30, Gln60 e MS½ e os menores no Gln5, Gln10 e MS. Da mesma forma, para as proantocianidinas, as maiores concentrações foram observadas no tratamento Gln60 os menores no Gln5 e MS. Em conclusão, o tratamento com 60 mM de glutamina favorece o acúmulo de proteínas e a produção de metabólitos secundários em calos de Bacupari.

Effects of supplementation with L-glutamine and L-alanine in the body composition of rats submitted to resistance exercise / Efeitos da suplementação com L-glutamina e L-alanina na composição corporal de ratos submetidos ao exercício resistido / Efectos de la suplementación con L-glutamina y L-alanina en la composición corporal de ratones sometidos a ejercicio de resistencia

Abstract We investigated the effects of glutamine and alanine supplementation on body composition of rats submitted to resistance exercise. Wistar rats were submitted to eight-week of resistance exercise, which consisted of climbing a ladder with progressive loads (25-100% of body weight). In the last 21 days of training, animals were supplemented with L-glutamine and L-alanine, as a dipeptide or in their free form (DIP, GLN + ALA and ALA groups), or water (SED and CTRL groups). RE attenuated body weight gain and lipid contents of CTRL group (p < 0.05 vs. SED) and DIP supplementation promoted an increase in tibialis muscle weight, as well as in protein content (p < 0.05 vs. CTRL). Taken together, our data indicated that resistance exercise improves body composition and dipeptide potentiated the muscle hypertrophic effect.

Resumo Foram investigados os efeitos da suplementação com glutamina e alanina na composição corporal de ratos submetidos a exercício resistido. Ratos Wistar foram submetidos, durante oito semanas, ao exercício resistido, que consistia em subir uma escada com cargas progressivas (25 a 100% do peso corporal). Nos últimos 21 dias de treinamento, os animais foram suplementados com L-glutamina e L-alanina, como dipeptídeo ou em sua forma livre (DIP, GLN + ALA ALA e grupos) ou água (grupos SED e CTRL). Exercício resistido atenuou o ganho de peso corporal e conteúdo lipídico do CTRL (p < 0,05 vs. SED) e o DIP promoveu aumento no peso do músculo tibial, bem como no teor de proteína (p < 0,05 vs. CTRL). Os nossos dados indicam que o exercício resistido, melhora a composição corporal e dipeptídeo potencializa o efeito hipertrófico muscular.

Resumen Se investigaron los efectos de la glutamina y la alanina en la composición corporal de ratones sometidos a ejercicio de resistencia. Algunos ratones Wistar fueron sometidos a 8 semanas de ejercicio de resistencia, que consistía en subir una escalera con cargas progresivas (del 25 al 100% de la masa corporal). En los últimos 21 días, los animales recibieron un suplemento de L-glutamina y L-alanina, en forma de dipéptido o en su forma libre (grupos DIP, GLN + ALA y ALA) o agua (grupos SED y CTRL). El ejercicio de resistencia redujo el aumento de masa corporal y la concentración de lípidos del CTRL (p <0,05 vs. SED). La suplementación con DIP promovió un aumento de peso del músculo tibial, así como en el contenido de proteína (p < 0,05 frente a CTRL). Nuestros resultados indican que el ejercicio de resistencia mejora la composición corporal y el DIP potencia el efecto hipertrófico.

Protective effect of ß-glucan and glutamine on intestinal and immunological damage in mice induced by cytarabine (Ara-C) / Efeito protetor do ß-glucano e glutamina em lesões intestinais e imunológicas induzidas por ciratabina (Ara-C) em camundongos

Recently, glutamine and ß-glucan have been demonstrated to play an important role in modulation of the immune system and in promoting intestinal health benefits. The aim of this study was to investigate the effect of this intervention on inflammatory responses and intestinal health in mice orally pretreated with soluble Saccharomyces cerevisiae derived 1,3/1,6-ß-glucan (80mg/kg) with or without glutamine (150mg/kg) and then challenged with cytarabine (Ara-C) (15mg/kg). Improvements in villi and crypts were not observed in the ß-glucan group. The intestinal morphometry in the glutamine group showed the best results. ß-glucan in combination with glutamine presented the highest values of IL-1ß and IL-10 and lowest values for leukocytes and INF-γ. Based on these results, combined ß-glucan and glutamine pretreatment reduced intestinal inflammation and improved the immune response after Ara-C challenge.(AU)

Recentemente, glutamina e ß-glucano têm demonstrado desempenhar um papel importante na modulação do sistema imune e na promoção de benefícios para a saúde intestinal. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito dessa intervenção sobre as respostas inflamatórias e saúde intestinal de camundongos pré- tratados por via oral com 1,3/1,6-ß-glucano (80mg/kg) derivado de Saccharomyces cerevisiae com ou sem glutamina (150mg/kg) e posteriormente desafiados com citarabina (Ara-C) (15mg/kg). Melhoras em vilosidades e criptas não foram observadas no grupo de tratamento com ß-glucano. A morfometria intestinal no grupo de tratamento com glutamina apresentou os melhores resultados. O grupo em que foi utilizado ß-glucano em combinação com glutamina apresentou os maiores valores de IL-1ß e IL -10 e valores mais baixos para os leucócitos e INF-γ. Com base nestes resultados, o pré-tratamento de ß-glucano combinado com glutamina reduziu a inflamação intestinal e melhorou a resposta imune após o desafio com Ara-C.(AU)

Avaliação do tratamento da sepse com glutamina via enteral em ratos / Evaluation of sepsis treatment with enteral glutamine in rats

RESUMO Objetivo: analisar a influência da glutamina nas alterações morfo-histológicas observadas em íleo, pulmão, rim e fígado de ratos Wistar submetidos à sepse. Métodos: a sepse foi induzida por meio de ligadura e punção do ceco. Os animais foram divididos em dois grupos: grupo A, controle, com cinco animais, e grupo B, experimento, com dez animais que utilizaram previamente glutamina por dois dias por via enteral. Na análise histológica, classificou-se as lesões de acordo com um escore cujo valor atribuído dependia da gravidade da lesão e do órgão acometido. A somatória dos valores atribuídos a cada animal resultou em sua nota final. No íleo, avaliaram-se as vilosidades; no fígado, esteatose microgoticular; no pulmão, pneumonite intersticial; e no rim, vacuolização dos túbulos contorcidos proximais. Resultados: a lise celular e a destruição das vilosidades no íleo do grupo controle foram mais intensas em relação aos animais que receberam glutamina. No rim, verificou-se vacuolização mais acentuada dos túbulos contorcidos proximais no grupo controle em relação aos animais que receberam glutamina. Tanto a esteatose microgoticular como a pneumonite intersticial mostraram-se semelhantes em ambos os grupos. Conclusão: o uso de glutamina via enteral previamente à sepse na dose de 0,5 g/kg/dia preservou de maneira significativa a estrutura histológica do intestino delgado e os rins em ratos.

ABSTRACT Objective: to analyze the influence of glutamine on morphological and histological changes observed in the ileum, lung, kidney and liver of Wistar rats subjected to sepsis. Methods: we induced sepsis by cecal ligature and puncture. We divided the animals in two groups: group A, control, with five animals, and group B, experience, with ten animals that received enteral glutamine two days before sepsis induction. We used histological analysis to rank the injury according to a score dependent on the injury severity and the affected organ. The sum of values assigned to each animal resulted in a final grade. We assessed the villi in the ileum, microgoticular steatosis in the liver, interstitial pneumonitis in the lungs, and vacuolation of the proximal convoluted tubules in the kidneys. Results: cell lysis and destruction of the villi of the ileum were more intense in the control group when compared with animals receiving glutamine. In the kidney, we found more pronounced vacuolization in the proximal convoluted tubules in the control group compared with animals receiving glutamine. Both microgoticular steatosis and interstitial pneumonitis were similar between groups. Conclusion: administration of enteral glutamine prior to sepsis preserved the histological structure.

Residual gastric volume evaluation with ultrasonography after ingestion of carbohydrate- or carbohydrate plus glutamine-enriched beverages: a randomized, crossover clinical trial with healthy volunteers / Avaliação do volume residual gástrico em voluntários saudáveis usando a ultrassonografia, após ingestão de solução líquida enriquecida com carboidrato e glutamina. Estudo clínico, randomizado, duplo cego e cruzado

ABSTRACT BACKGROUND Abbreviation of preoperative fasting to 2 hours with maltodextrin (CHO)-enriched beverage is a safe procedure and may enhance postoperative recovery. Addition of glutamine (GLN) to CHO beverages may include potential benefits to the metabolism. However, by adding a nitrogenous source to CHO beverages, gastric emptying may be delayed and increase the risk of bronchoaspiration during anesthesia. OBJECTIVE In this study of safety, we aimed at investigating the residual gastric volume (RGV) 2 hours after the intake of either CHO beverage alone or CHO beverage combined with GLN. METHODS We performed a randomized, crossover clinical trial. We assessed RGV by means of abdominal ultrasonography (US) in 20 healthy volunteers (10 males and 10 females) after an overnight fast of 8 hours. Then, they were randomized to receive 600 mL (400 mL immediately after US followed by another 200 mL 2 hours afterwards) of either CHO (12.5% maltodextrin) or CHO-GLN (12.5% maltodextrin plus 15 g GLN). Two sequential US evaluations were done at 120 and 180 minutes after ingestion of the second dose. The interval of time between ingestion of the two types of beverages was 2 weeks. RESULTS The mean (SD) RGV observed after 8 hours fasting (13.56±13.25 mL) did not statistically differ (P>0.05) from the RGV observed after ingesting CHO beverage at both 120 (16.32±11.78 mL) and 180 minutes (14.60±10.39 mL). The RGV obtained at 120 (15.63±18.83 mL) and 180 (13.65±10.27 mL) minutes after CHO-GLN beverage also was not significantly different from the fasting condition. CONCLUSION The RGV at 120 and 180 minutes after ingestion of CHO beverage combined with GLN is similar to that observed after an overnight fast.

RESUMO CONTEXTO A abreviação do jejum pré-operatório com solução enriquecida com maltodextrina é segura, recomendada por sociedades de anestesiologia e acelera a recuperação pós-operatória. A associação de glutamina à maltodextrina resultaria em benefícios metabólicos, porém, esta associação pode alterar o volume do resíduo gástrico e consequentemente risco de broncoaspiração. OBJETIVO Avaliaremos, usando a ultrassonografia, o volume residual gástrico em jejum de 8 horas e após 120 e 180 minutos da ingestão de solução de maltodextrina isolada ou associada a 15 g de glutamina. MÉTODOS Estudo clínico, randomizado, duplo cego e cruzado. Vinte voluntários saudáveis, sendo 10 do sexo masculino e 10 do sexo feminino, foram submetidos a seguinte sequência de avaliação, independente da solução usada. Os voluntários foram avaliados em jejum de 8 horas, 120 e 180 minutos após a ingestão da solução de maltodextrina 12,5% e 120 e 180 após a ingestão da solução de maltodextrina 12,5% mais 15 g de glutamina. RESULTADOS Não houve diferença estatisticamente significativa entre os volumes obtidos após jejum de 8 horas (13,56 mL) e os obtidos após 120 (16,32 mL) e 180 minutos (14,60 mL) da ingestão da solução de maltodextrina 12,5% (P>0,05). Para a solução enriquecida com glutamina, os volumes obtidos após 120 minutos (15,63 mL) e 180 minutos (13,65 mL) também não demostraram diferença estatisticamente significativa quando comparados ao jejum (P>0,05). CONCLUSÃO O volume residual gástrico após 120 e 180 minutos da ingestão das soluções de maltodextrina a 12,5% isolada ou associada a 15 g de glutamina é semelhante ao observado em jejum.

Proteic and phenolics compounds contents in Bacupari callus cultured with glutamine and nitrogen sources

Abstract In this study was evaluated the influence of glutamine supplementation on the endogenous content of amino acids, proteins, total phenolics, flavonoids and proanthocyanidins in Bacupari callus. The explants were inoculated in MS medium, MS with half concentration of the nitrogen salts (MS½) and nitrogen-free MS, supplemented with glutamine (5, 10, 30 and 60mM) named as Gln5, Gln10, Gln30 and Gln60. Amino acids and proteins were analyzed after 20, 80 and 140 days and the secondary metabolites on the 140th day. There was no difference in the amino acids on the 20th day. On the 80th day the treatments MS and MS½ presented the lowest levels. On the 140th day MS and MS½ presented the lowest amino acid concentration and Gln10 the highest. Concerning proteins, there was difference only on the 140th day, being the highest concentrations observed in Gln5, and the lowest in MS½ treatment. Total phenolics content was higher in the treatment Gln60 and lowest in MS. Treatments Gln5, Gln10, Gln30 and MS½ were statistically equal. For flavonoids, the highest values occurred in the treatments Gln30, Gln60 and MS½ and the lowest in Gln5, Gln10 and MS. Similarly, for the proanthocyanidins the highest concentrations were observed in treatment Gln60 and the lowest in Gln5 and MS. In conclusion, the treatment with 60mM of glutamine favors the protein accumulation and production of secondary metabolites in Bacupari callus.

Resumo Nesse estudo foi avaliado o efeito da suplementação com glutamina no conteúdo endógeno de aminoácidos, proteínas, fenólicos totais, flavonoides e proantocianidinas em calos de Bacupari. Os explantes foram inoculados em meio MS, meio MS com metade da concentração de dos sais de nitrogênio (MS½) e meio MS sem nitrogênio suplementado com glutamina (5, 10, 30 e 60mM) denominados como Gln5, Gln10, Gln30 e Gln60. Os aminoácidos e as proteínas foram analisados após 20, 80 e 140 dias e os metabólitos secundários no 140° dia. Não houve diferença nos aminoácidos no 20° dia. No 80° dia os tratamentos MS e MS½ apresentaram os menores níveis. No 140° dia, MS e MS½ apresentaram as menores concentrações de aminoácidos e o Gln10 as maiores. A respeito das proteínas, houve diferença apenas no 140° dia, sendo as maiores concentrações observadas nos tratamentos Gln, e as menores no MS½. O conteúdo de fenólicos totais foi maior no tratamento Gln60 e menor no MS. Os tratamentos Gln5, Gln10, Gln30 e MS½ foram estatisticamente iguais. Para os flavonóides, os maiores valores ocorreram nos tratamentos Gln30, Gln60 e MS½ e os menores no Gln5, Gln10 e MS. Da mesma forma, para as proantocianidinas, as maiores concentrações foram observadas no tratamento Gln60 os menores no Gln5 e MS. Em conclusão, o tratamento com 60 mM de glutamina favorece o acúmulo de proteínas e a produção de metabólitos secundários em calos de Bacupari.

Avaliação do controle da expressão gênica de citocinas pró inflamatórias mediado pela IL-10. Participação da IL-10 na modulação da resposta inflamatória exercida pela glutamina e na restrição alimentar / Proinflammatory cytokines gene expression control mediated by IL-10. Participation of IL-10 on inflammatory response exerted by glutamine and dietary restriction

O desenvolvimento de uma resposta imune adequada é um processo extremamente importante para a manutenção da homeostase do organismo. Uma série de processos são desencadeados a partir do primeiro contato com micro-organismos patógenos até a efetivação da resposta imune de memória. Todos esses processos envolvem a participação e a complexa atuação de mediadores como as citocinas inflamatórias e também citocinas regulatórias, que exercerão efeitos controlando o processo inflamatório. Diversos mecanismos moleculares, subjacentes à resposta inflamatória, ainda não estão totalmente compreendidos, como por exemplo o controle da expressão de genes inflamatórios exercido pela IL-10. Os processos envolvidos na resposta inflamatória são mantidos às custas do consumo de nutrientes, dentre eles podemos destacar o aminoácido glutamina, que atua em nível molecular, fornecendo nitrogênio para a formação do material genético e fonte energética para determinadas células do sistema imunológico como os macrófagos. Portanto, neste trabalho, investigamos os efeitos da IL-10 na modificação de nucleossomos, evidenciando o papel dessa citocina em regular a expressão de genes inflamatórios em macrófagos. Avaliamos também a função da glutamina, modulando a expressão de RNAm de citocinas inflamatórias e regulatórias dessas células. E por último, desenvolvemos um modelo de restrição alimentar em camundongos, nos quais avaliamos os efeitos desse modelo considerando-se alguns aspectos hematológicos e estudamos as alterações na resposta inflamatória em células esplênicas e do peritônio, bem como avaliamos a suplementação de glutamina in vitro na produção das citocinas (IL-12, TNF-alfa, IL-10) e a expressão do fator de transcrição NFkB. Os resultados compilados mostraram que a IL-10 leva a uma rápida redução da acetilação de nucleossomos, modulando a arquitetura da cromatina de genes inflamatórios como a IL-12. A glutamina modula a expressão de citocinas inflamatórias, regulando positivamente a expressão de IL-10 e Interferon beta. E a restrição alimentar induz a redução de citocinas proinflamatórias (IL-12 e TNF-α), influenciadas pelo aumento da produção de IL-10 e finalmente a suplementação com glutamina não interfere nesses parâmetros nas células peritoneiais e esplênicas do grupo submetido à restrição alimentar. Conclusão: a IL-10 modula a expressão gênica através da modificação de nucleossomos em macrófagos derivados da medula; a glutamina modula a expressão de IL-10 inibindo a resposta inflamatória, e a restrição alimentar modula alguns aspectos hematológicos e possui propriedades anti-inflamatórias.

The development of an appropriate immune response is an important process to the organism's homeostatic maintenance. A series of processes are triggered upon the very first contact with pathogens, up to the immunological memory establishment. These processes implicate in the participation of complex mediators, such as inflammatory and regulatory cytokines that will control the inflammatory process. Some mechanisms underlying the inflammatory response are not totally understood, the control of inflammatory genes exerted by IL-10 is an example. The processes involved in the inflammatory response are kept with nutrients expense, among these nutrients we can highlight the amino acid glutamine. It acts in a molecular level, supplying nitrogen to genetic material formation and as an energy supply for immune cells such as macrophages. Thus, we investigated the IL-10 effects on nucleosome modifications evidencing this cytokine role regulating inflammatory genes expression in macrophages. We also evaluated glutamine functions modulating inflammatory and regulatory cytokines mRNA expression on these cells. Ultimately, we developed a dietary restriction animal model where we evaluated it's effects on selected haematological aspects, analyzing the alteration in the inflammatory response of splenic and peritoneal cells. We also evaluated in vitro glutamine supplementation assessing cytokines production (IL-12, TNF-α, and IL-10) and the expression of NFkB transcription factor. The compiled results a expressive reduction in nucleosome acetylation modifying the chromatin architecture of inflammatory genes such as IL-12 and IL-6. Glutamine modulates inflammatory cytokines gene expression upregulating the expression of IL-10 and interferon beta. The dietary restriction reduces proinflammatory cytokines production (IL-12 and TNF-α), these results are influenced by the upregulated IL-10 production, glutamine supplementation have no effect on these parameters in the dietary restriction group. In conclusion, we can infer that IL-10 modulates gene expression trough nucleosome modification in bone marrow derived macrophages, glutamine has a potential effect on IL-10 expression, inhibiting the inflammatory response and dietary restriction modifies hematological parameters, presenting anti-inflammatory properties.

Avaliação do controle da expressão gênica de citocinas pró inflamatórias mediado pela IL-10. Participação da IL-10 na modulação da resposta inflamatória exercida pela glutamina e na restrição alimentar / Proinflammatory cytokines gene expression control mediated by IL-10. Participation of IL-10 on inflammatory response exerted by glutamine and dietary restriction

O desenvolvimento de uma resposta imune adequada é um processo extremamente importante para a manutenção da homeostase do organismo. Uma série de processos são desencadeados a partir do primeiro contato com micro-organismos patógenos até a efetivação da resposta imune de memória. Todos esses processos envolvem a participação e a complexa atuação de mediadores como as citocinas inflamatórias e também citocinas regulatórias, que exercerão efeitos controlando o processo inflamatório. Diversos mecanismos moleculares, subjacentes à resposta inflamatória, ainda não estão totalmente compreendidos, como por exemplo o controle da expressão de genes inflamatórios exercido pela IL-10. Os processos envolvidos na resposta inflamatória são mantidos às custas do consumo de nutrientes, dentre eles podemos destacar o aminoácido glutamina, que atua em nível molecular, fornecendo nitrogênio para a formação do material genético e fonte energética para determinadas células do sistema imunológico como os macrófagos. Portanto, neste trabalho, investigamos os efeitos da IL-10 na modificação de nucleossomos, evidenciando o papel dessa citocina em regular a expressão de genes inflamatórios em macrófagos. Avaliamos também a função da glutamina, modulando a expressão de RNAm de citocinas inflamatórias e regulatórias dessas células. E por último, desenvolvemos um modelo de restrição alimentar em camundongos, nos quais avaliamos os efeitos desse modelo considerando-se alguns aspectos hematológicos e estudamos as alterações na resposta inflamatória em células esplênicas e do peritônio, bem como avaliamos a suplementação de glutamina in vitro na produção das citocinas (IL-12, TNF-alfa, IL-10) e a expressão do fator de transcrição NFkB. Os resultados compilados mostraram que a IL-10 leva a uma rápida redução da acetilação de nucleossomos, modulando a arquitetura da cromatina de genes inflamatórios como a IL-12. A glutamina modula a expressão de citocinas inflamatórias, regulando positivamente a expressão de IL-10 e Interferon beta. E a restrição alimentar induz a redução de citocinas proinflamatórias (IL-12 e TNF-α), influenciadas pelo aumento da produção de IL-10 e finalmente a suplementação com glutamina não interfere nesses parâmetros nas células peritoneiais e esplênicas do grupo submetido à restrição alimentar. Conclusão: a IL-10 modula a expressão gênica através da modificação de nucleossomos em macrófagos derivados da medula; a glutamina modula a expressão de IL-10 inibindo a resposta inflamatória, e a restrição alimentar modula alguns aspectos hematológicos e possui propriedades anti-inflamatórias

The development of an appropriate immune response is an important process to the organism's homeostatic maintenance. A series of processes are triggered upon the very first contact with pathogens, up to the immunological memory establishment. These processes implicate in the participation of complex mediators, such as inflammatory and regulatory cytokines that will control the inflammatory process. Some mechanisms underlying the inflammatory response are not totally understood, the control of inflammatory genes exerted by IL-10 is an example. The processes involved in the inflammatory response are kept with nutrients expense, among these nutrients we can highlight the amino acid glutamine. It acts in a molecular level, supplying nitrogen to genetic material formation and as an energy supply for immune cells such as macrophages. Thus, we investigated the IL-10 effects on nucleosome modifications evidencing this cytokine role regulating inflammatory genes expression in macrophages. We also evaluated glutamine functions modulating inflammatory and regulatory cytokines mRNA expression on these cells. Ultimately, we developed a dietary restriction animal model where we evaluated it's effects on selected haematological aspects, analyzing the alteration in the inflammatory response of splenic and peritoneal cells. We also evaluated in vitro glutamine supplementation assessing cytokines production (IL-12, TNF-α, and IL-10) and the expression of NFkB transcription factor. The compiled results a expressive reduction in nucleosome acetylation modifying the chromatin architecture of inflammatory genes such as IL-12 and IL-6. Glutamine modulates inflammatory cytokines gene expression upregulating the expression of IL-10 and interferon beta. The dietary restriction reduces proinflammatory cytokines production (IL-12 and TNF-α), these results are influenced by the upregulated IL-10 production, glutamine supplementation have no effect on these parameters in the dietary restriction group. In conclusion, we can infer that IL-10 modulates gene expression trough nucleosome modification in bone marrow derived macrophages, glutamine has a potential effect on IL-10 expression, inhibiting the inflammatory response and dietary restriction modifies hematological parameters, presenting anti-inflammatory properties

Efeito da suplementação com L-glutamina e L-alanina, livres ou como dipeptídeo, sobre a lesão, inflamação e citoproteção em modelos de estresse in vivo e in vitro / Effects of supplementation with L-glutamine and L-alanine, in their free form or as dipeptide, on muscle damage, inflammation and cytoprotection of in vivo and in vitro stress models

Subprojeto 1: Determinação do efeito anti-inflamatório e citoprotetor da suplementação com L-glutamina e L-alanina, ou com L-alanil-L-glutamina (DIP) em ratos submetidos a treinamento resistido. Exercícios intensos reduzem a disponibilidade de glutamina, comprometendo a função imune e a recuperação de atletas. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da suplementação oral crônica com L-glutamina e L-alanina, nas formas livres ou como dipeptídeo (DIP), sobre parâmetros de lesão, inflamação e citoproteção em ratos Wistar adultos submetidos a treinamento resistido (TR). Neste estudo, o TR reduziu a concentração de glutamina no plasma e no músculo EDL. No entanto, este efeito foi atenuado pelos suplementos contendo L-glutamina, os quais aumentaram os conteúdos da proteína de resposta ao estresse (HSP70) em células do sistema imune (PBMC) e no EDL, concomitantemente à redução da ativação do NF-kB e a da concentração de citocinas no EDL. O efeito protetor das suplementações também foi evidenciado pela atenuação de marcadores de lesão (CK e LDH) e inflamação (TNF-α e IL-1ß), bem como pelo aumento nas concentrações de marcadores anti-inflamatórios (IL-6, IL-10 e MCP-1) no plasma. Nossos resultados sugerem que a suplementação oral crônica com L-glutamina (administrada com L-alanina livre ou como DIP) promoveu efeitos citoprotetores mediados pela HSP70 em resposta à lesão e inflamação induzidas pelo TR. Subprojeto 2: Efeitos da L-alanil-L-glutamina sobre as vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K, e citoproteção em células musculoesqueléticas C2C12. O dipeptídeo L-alanil-L-glutamina é conhecido por modular o metabolismo e a viabilidade celular. Contudo, os efeitos sobre os componentes clássicos das vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K, bem como o efeito citoprotetor em células musculares, são pouco esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito do DIP sobre as vias de sinalização da insulina e da mTOR/S6K em miotubos C2C12, em condições normais ou resistentes à insulina. A exposição crônica à insulina (24h) promoveu resistência à insulina, reduzindo os conteúdos totais do receptor beta (IR-ß) e do substrato do receptor de insulina (IRS-1), e diminuindo a fosforilação de IRS-1, AKT e P44/42 MAPK. Adicionalmente, houve redução na expressão do transportador de glicose (GLUT4) e HSP70, redução da viabilidade celular e menor fosforilação de p70S6k e S6, proteínas relacionadas à síntese proteica. Em contraste, a suplementação com DIP aumentou os conteúdos totais de IR-ß e IRS-1 e a fosforilação de IRS-1 e AKT. A glicólise anaeróbia e a capacidade glicolítica, além da fosforilação de p70S6k e S6, foram aumentadas pelo DIP em condições normais e na resistência à insulina. Nestas condições experimentais, nossos resultados sugerem que a suplementação com DIP melhorou as vias de sinalizações da insulina e da mTOR/S6K, aumentou a captação e metabolização da glicose, independente da estimulação com insulina e, finalmente, promoveu citoproteção resgatando parcialmente as células de um estado resistente à insulina, por meio do aumento de HSP70 e ativação das etapas finais da via mTOR/S6K.

Subproject 1: Determination of the anti-inflammatory and cytoprotective effects of supplementation with L-glutamine and L-alanine, or with L-alanyl-L-glutamine in rats submitted to resistance training. Intense exercise reduces glutamine availability, compromising immune function and recovery of athletes. The objective of the study was to evaluate the effects of chronic oral supplementation with L-glutamine and L-alanine, in their free form or as dipeptide (DIP), on muscle damage, inflammation and cytoprotection in adult Wistar rats submitted to resistance training (RT). In this study, RT reduced glutamine concentration in plasma and EDL muscle. However, this effect was attenuated by supplements containing L-glutamine, which increased the contents of the stress response protein (HSP70) in immune system cells (PBMC) and EDL, concomitantly with the reduction of NF-kB activation and the concentration of cytokines in EDL. The protective effect of supplementation was also evidenced by attenuation of lesion markers (CK and LDH) and inflammation (TNF-α and IL-1ß), as well as by the increase in anti-inflammatory plasma markers (IL-6, IL-10 and MCP-1). Our results suggest that chronic oral supplementation with L-glutamine (administered along with free L-alanine or as DIP) promoted HSP70-mediated cytoprotective effects in response to RT-induced injury and inflammation. Subproject 2: Effects of L-alanyl-L-glutamine on the components of insulin and mTOR/ S6K signaling pathways and cytoprotection in C2C12 musculoskeletal cells. The dipeptide L-alanyl-L-glutamine is known to modulate metabolism and cell viability. However, the effects on the classical components of insulin and mTOR/ S6K signaling pathways, as well as the cytoprotective effect on muscle cells, are poorly understood. The aim of this study was to investigate the effect of DIP on insulin and mTOR/ S6K signaling pathways in C2C12 myotubes, under normal or insulin resistant conditions. Chronic insulin exposure (24h) promoted insulin resistance, reducing the total contents of the insulin receptor (IR-ß) and the insulin receptor substrate (IRS-1), and decreasing the phosphorylation of IRS-1, AKT and P44/ 42 MAPK. In addition, there was a reduction in the expression of glucose transporter (GLUT4) and HSP70, reduction of cell viability and defective phosphorylation of p70S6k and S6, which are related to protein synthesis. On the other hand, DIP supplementation increased the total contents of IR-ß and IRS-1 and the phosphorylation of IRS-1 and AKT. Anaerobic glycolysis and glycolytic capacity, in addition to phosphorylation of p70S6k and S6, were increased by DIP under normal conditions and in insulin resistance. In our experimental conditions, our results suggest that DIP supplementation improved the signaling pathways of insulin and mTOR/ S6K, increased glucose uptake and metabolism, independent of insulin stimulation, and finally promoted cytoprotection by partially rescuing the cells of an insulin resistant state, by increasing HSP70 and activating the final stages of the mTOR/ S6K pathway.

The expression of the aminoacid transporters ASCT2 (SLC1A5) and LAT1 (SLC7A5) in astrocytomas / Expressão dos transportadores de aminoácidos ASCT2 (SLC1A5) e LAT1 (SLC7A5) em astrocitomas

OBJECTIVE: ASCT2 and LAT1 are aminoacid transporters involved in glutamine transport and play a role in tumor growth. Previous studies have shown an association of ASCT2 to cell proliferation through the mechanistic Target of Rapamycin (mTOR) translational machinery; LAT1 has been shown as a prognostic marker due to its relation to tumor invasion, microscopic vascular invasion and metastasis. This study analyzed the gene expression of ASCT2 and LAT1 in astrocytomas of different grades and how this correlates to clinical outcome in glioblastoma patients. METHOD: This is an observational study with ASCT2 and LAT1 mRNA expression analysis in 153 samples of human astrocytomas, distributed in different World Health Organization (WHO) grades of malignancy (23 at grade I or pilocytic astrocytoma, 26 at grade II or low-grade astrocytoma, 18 at grade III or anaplastic astrocytoma, 86 at grade IV astrocytoma or glioblastoma (AGIV or GBM)); these were compared to 22 non-neoplastic brain samples. RESULTS: Significant hyperexpression of both genes was observed particularly in malignant astrocytomas (GIII & GBM). Moreover, LAT1 hyperexpression impacted negatively in the overall survival in a subset of GBM patients. CONCLUSION: LAT1 is more expressed in higher grade astrocytomas. It leads to a poorer prognosis among GBM patients and may be a potential therapeutical target.

OBJETIVO: ASCT2 e LAT1 são transportadores de aminoácidos envolvidos no transporte de glutamina e desempenham um papel no crescimento tumoral. Estudos prévios mostraram uma associação de ASCT2 com proliferação celular através da maquinaria de tradução do mTOR; tem sido mostrado que o LAT1 é um marcador prognóstico devido à sua relação com invasão tumoral, invasão vascular microscópica e metástase. Este estudo analisou a expressão gênica de ASCT2 e LAT1 em astrocitomas de diferentes graus e sua correlação com desfecho clínico em pacientes com glioblastoma. METODO: Este é um estudo observacional com análise de expressão de RNAm de ASCT2 e LAT1 em 153 amostras de astrocitomas humanos, distribuídas em diferentes graus de malignidade segundo a OMS (23 astrocitomas de grau I ou astrocitoma pilocítico, 26 de astrocitoma de grau II ou astrocitoma de baixo grau, 18 de astrocitoma de grau III ou astrocitoma anaplásico, 86 de astrocitoma de grau IV ou glioblastoma (AGIV ou GBM); estes foram comparados com 22 amostras cerebrais não neoplásicas. RESULTADOS: Foi observada uma hiperexpressão de ambos os genes, particularmente nos astrocitomas malignos (GIII & GBM). Além disso, a hiperexpressão LAT1 impactou negativamente na sobrevida global em um grupo de pacientes com GBM. CONCLUSÃO: LAT1 é mais expresso em astrocitomas de grau maior. Isso leva a um pior prognóstico entre os pacientes com GBM e pode ser um potencial alvo terapêutico.

Inmunonutrición en el paciente crítico / Immunonutrition in critically ill patient

La modulación de la respuesta inflamatoria e inmune en el paciente crítico ha sido objeto de múltiples investigaciones en la última década, debido a sus posibles efectos en el mantenimiento del funcionamiento del epitelio intestinal, del tejido linfoide asociado al intestino, mejora de la función de las células T, inhibición de factores pro-inflamatorios, disminución de la respuesta a la injuria, optimización de la cicatrización, mejora del balance nitrogenado y reducción de las complicaciones infecciosas y de la estancia hospitalaria. Por tal motivo, se realizó una revisión de la literatura del 2005 al 2016 a fin de evaluar la evidencia científica sobre el uso de inmunonutrientes (glutamina, arginina, ácidos grasos omega 3 y antioxidantes) en el paciente crítico. Aunque los primeros estudios han demostrado algunos beneficios clínicos, los estudios multicéntricos recientes no han logrado definir un beneficio consistente en términos de mortalidad o de otras medidas de resultado clínicas, por lo tanto, la evidencia actual muestra que la administración de inmunonutrientes no debe ser recomendada de forma rutinaria en el paciente crítico...