Influência de dfferentes protocolos de treinameto físico sobre a fosforilação da proteína akt em músculo esquelético e sensibilidade à insulina de ratos obesos / Influences of dffferent protocols of physical training on the posphorylation oof akt protein in skeletal muscle and insulin sensitivity of obese rats

RESUMOO Objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes protocolos de treinamento físico (TF) sobre a sensibilidade à insulina (SI) e a fosforilação da Akt (p-Akt) no músculo de ratos obesos. Os animais foram distribuídos em quatro grupos: Controle: recebeu dieta padrão (C); Obeso sedentário: recebeu dieta hiperlipídica (DHL) por 12 semanas (OS); Obeso treinado-1: recebeu DHL por 12 semanas e TF sem sobrecarga por 6 semanas (OT-1); Obeso treinado-2: recebeu DHL por 12 semanas e TF por 6 semanas com sobrecarga de 5% da massa corporal (OT -2). O teste de tolerância à insulina foi realizado para estimar a SI. A p-Akt e Akt total no músculo gastrocnêmio foram determinadas por Western Blot. Os resultados apontam que o TF com sobrecarga induziu maior p-Akt, porém não houve diferença na SI se comparado ao TF sem sobrecarga. Como conclusão as diferenças na p-Akt não induziram respostas mais significativas de SI em ratos obesos induzidos por DHL.

ABSTRACTInvestigate the effects of different protocols of physical training (PT) on insulin sensibility (IS) and Akt phosphorylation (p-Akt) in skeletal muscle of obese rats. Animals were distributed in four groups according to the diet and physical training: Control: received standard chow (C); Sedentary obese: received high fat diet (HFD) for 12 weeks (OS); Obese Trained 1: received HFD for 12 weeks and PT without overload for 6 weeks (OT-1); Obese Trained 2: received HFD for 12 weeks and PT with overload of 5% body weight (OT-2). Insulin tolerance test was used to evaluate the IS. Western blotting was performed to evaluate p-Akt and total Akt in gastrocnemius muscle. Results: The PT with overload induced greater p-Akt, however there isn't difference in SI when compared with the training without overload. Conclusion: Differences in p-Akt not induced better responses of IS in obese rats induced by HFD.

Obesidade versus osteoartrite: muito além da sobrecarga mecânica / Obesity versus osteoarthritis: beyond the mechanical overload

Atualmente, a obesidade é considerada o maior problema de saúde pública do mundo, já atingindo características epidêmicas, segundo a Organização Mundial da Saúde. O acúmulo excessivo de peso é o maior fator de risco, associado a diversas doenças, como diabetes mellitus tipo 2, hipertensão, dislipidemias e doenças osteometabólicas, como osteoporose e osteoartrite. A osteoartrite é a doença reumática mais prevalente, e a principal causa de incapacidade física e diminuição da qualidade de vida da população acima de 65 anos. Acomete principalmente as articulações que suportam peso, como joelhos e quadris. No entanto, juntamente com os casos de obesidade, sua prevalência vem aumentando e em outras articulações, como as das mãos. Assim, supõe-se que a influência da obesidade no desenvolvimento da osteoartrite esteja além da sobrecarga mecânica. O objetivo desta revisão foi correlacionar os possíveis mecanismos que determinam a gênese e o desenvolvimento dessas duas doenças. O aumento da massa adiposa é diretamente proporcional ao consumo exagerado de ácidos graxos saturados, responsáveis pela condição sistêmica de inflamação de baixo grau e resistência à insulina e à leptina. Em níveis elevados, a leptina assume características inflamatórias e age na cartilagem articular, desencadeando o processo inflamatório e alterando a homeostase desse tecido com consequente degeneração. Conclui-se que a obesidade é um fator de risco para a osteoartrite e que a prática de atividade física e modificações na composição da dieta podem reverter o quadro inflamatório e a resistência à leptina, atenuando a progressão ou prevenindo o surgimento da osteoartrite.

Obesity is currently considered a major public health problem in the world, already reaching epidemic characteristics, according to the World Health Organization. Excess weight is the major risk factor associated with various diseases, such as type 2 diabetes mellitus, hypertension, dyslipidemia and osteometabolic diseases, including osteoporosis and osteoarthritis. Osteoarthritis is the most prevalent rheumatic disease and the leading cause of physical disability and reduced quality of life of the population over 65 years. It mainly involves the joints that bear weight - knees and hips. However, along with the cases of obesity, its prevalence is increasing, and even in other joints, such as hands. Thus, it is assumed that the influence of obesity on the development of OA is beyond mechanical overload. The purpose of this review was to correlate the possible mechanisms underlying the genesis and development of these two diseases. Increased fat mass is directly proportional to excessive consumption of saturated fatty acids, responsible for systemic low-grade inflammation condition and insulin and leptin resistance. At high levels, leptin assumes inflammatory characteristics and acts in the articular cartilage, triggering the inflammatory process and changing homeostasis this tissue with consequent degeneration. We conclude that obesity is a risk factor for osteoarthritis and that physical activity and changes in diet composition can reverse the inflammatory and leptin resistance, reducing progression or preventing the onset of osteoarthritis.

Effects of different intensities of physical exercise on insulin sensitivity and protein kinase B/Akt activity in skeletal muscle of obese mice / Efeitos de diferentes intensidades de exercício físico sobre a sensibilidade à insulina e atividade da proteína quinase B/Akt no músculo esquelético de camundongos obesos

Objective : To investigate the effects of different intensities of acute exercise on insulin sensitivity and protein kinase B/Akt activity in skeletal muscle of obese mice. Methods : Swiss mice were randomly divided into four groups, and fed either a standard diet (control group) or high fat diet (obese sedentary group and obese exercise group 1 and 2) for 12 weeks. Two different exercise protocols were used: swimming for 1 hour with or without an overload of 5% body weight. The insulin tolerance test was performed to estimate whole-body sensitivity. Western blot technique was used to determine protein levels of protein kinase B/Akt and phosphorylation by protein Kinase B/Akt in mice skeletal muscle. Results : A single bout of exercise inhibited the high fat diet-induced insulin resistance. There was increase in phosphorylation by protein kinase B/Akt serine, improve in insulin signaling and reduce of fasting glucose in mice that swam for 1 hour without overload and mice that swan for 1 hour with overload of 5%. However, no significant differences were seen between exercised groups. Conclusion : Regardless of intensity, aerobic exercise was able to improve insulin sensitivity and phosphorylation by protein kinase B/Ak, and proved to be a good form of treatment and prevention of type 2 diabetes. .

Objetivo : Investigar os efeitos do exercício físico agudo com diferentes intensidades sobre a sensibilidade à insulina e a atividade da proteína quinase B/Akt no músculo esquelético de camundongos obesos. Métodos : Foram utilizados camundongos Swiss, divididos aleatoriamente em quatro grupos, que receberam dieta padrão (grupo controle) ou dieta hiperlipídica (grupos obeso sedentário e grupos obesos exercitados 1 e 2), por período de 12 semanas. Dois diferentes protocolos de exercício foram utilizados: natação durante 1 hora com ou sem sobrecarga de 5% da massa corporal. O teste de tolerância à insulina foi realizado para estimar a sensibilidade à insulina. E os níveis protéicos da proteína quinase B/Akt e de sua fosforilação foram determinados no músculo esquelético dos camundongos, através da técnica de Western blot. Resultados : Uma sessão de exercício físico foi capaz de inibir a resistência à insulina em decorrência de uma dieta hiperlipídica. Foi possível demonstrar um aumento na fosforilação da proteína quinase B/Akt, melhora da sinalização da insulina e redução da glicemia de jejum nos camundongos que realizaram 1 hora de natação sem sobrecarga adicional e nos camundongos que realizaram 1 hora de natação com sobrecarga adicional de 5% de sua massa corporal. Entretanto, não houve diferença significativa entre os grupos que realizaram o exercício em diferentes intensidades. Conclusão : Independente da intensidade, o exercício físico aeróbio conseguiu aumentar a sensibilidade à insulina e a fosforilação da proteína quinase B/Akt, revelando ser uma boa forma de tratamento e prevenção do diabetes tipo 2. .

Novos mecanismos pelos quais o exercício físico melhora a resistência à insulina no músculo esquelético: [revisão] / New mechanisms by which physical exercise improves insulin resistance in the skeletal muscle: [revision]

O prejuízo no transporte de glicose estimulada por insulina no músculo constitui um defeito crucial para o estabelecimento da intolerância à glicose e do diabetes tipo 2. Por outro lado, é notório o conhecimento de que tanto o exercício aeróbio agudo quanto o crônico podem ter efeitos benéficos na ação da insulina em estados de resistência à insulina. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos moleculares pós-exercício sobre a sinalização da insulina no músculo esquelético. Assim, esta revisãoapresenta novos entendimentos sobre os mecanismos por meio dos quais o exercício agudo restaura a sensibilidade à insulina, com destaque ao importante papel que proteínas inflamatórias e a S-nitrosação possuem sobre a regulação de proteínas da via de sinalização da insulina no músculo esquelético.

Insulin resistance of skeletal muscle glucose transport is a key-defect for the development of impaired glucose tolerance and type 2 diabetes. However, it is known that both an acute bout of exercise and chronic endurance exercise training can bring beneficial effects on insulin action in insulin-resistant states. However, little is currently known about the molecular effects of acute exercise on muscle insulin signaling in the post-exercise state in insulin-resistant organisms. This review provides new insight into the mechanism through which acute exercise restores insulin sensitivity, highlighting an important role for inflammatory proteins and S-nitrosation in the regulation of insulin signaling proteins in skeletal muscle.

Efeitos do exercício físico na expressão e atividade da AMPKα em ratos obesos induzidos por dieta rica em gordura / Effects of physical exercise in the Ampkα expression and activity in high-fat diet induced obese rats

INTRODUÇÃO: A ingestão de dieta hiperlipídica é um fator de risco singular no desenvolvimento de resistência à insulina e diabetes do tipo 2. OBJETIVO: O estudo investigou os efeitos do exercício físico na expressão e atividade da AMPKα em ratos obesos. MÉTODOS: Foram utilizados ratos Wistar, aleatoriamente divididos em quatro grupos, que receberam dieta padrão de manutenção (grupo controle) ou dieta hiperlipídica (DHL) (grupos sedentários e exercitados), por período de quatro meses. Dois diferentes protocolos de exercícios foram utilizados: exercício agudo ou crônico de natação. O teste de tolerância à insulina foi realizado para estimar a sensibilidade à insulina. Os níveis protéicos da AMPKα e do GLUT4 e também de p-AMPKα e pACC no músculo esquelético dos ratos foram determinados através da técnica de Western blot. RESULTADOS: O teste de tolerância à insulina revelou significativo prejuízo na ação da insulina após a alimentação com a DHL, indicando insulino-resistência quando comparado com grupo controle (p < 0,05). O tratamento por quatro meses com a DHL resultou em significativa redução no conteúdo protéico de AMPKα (2,2 vezes) e do GLUT4 (2,5 vezes) e nos níveis de p-AMPKα (2,4 vezes) e p-ACC (2,5 vezes) no músculo esquelético dos ratos sedentários quando comparado aos ratos controles. Ambos os protocolos de exercícios resultaram em aumento na fosforilação da AMPKα e ACC e aumento da sensibilidade à insulina, enquanto apenas o programa de exercício crônico promoveu o aumento da expressão dessas proteínas (p < 0,05). CONCLUSÃO: A alimentação com uma DHL causa redução na expressão e na atividade da AMPKα, enquanto a ativação da AMPKα pelo exercício físico melhora a sensibilidade à insulina, indicando que ratos obesos mantêm preservada a funcionalidade da via AMPKα.

INTRODUCTION: High-fat diet is a special risk factor in the development of insulin resistance and type 2 diabetes. OBJECTIVE: To investigate the effects of physical exercise on the AMPK expression and activity in high-fat diet induced obese rats. METHODS: Wistar rats were randomly divided into four groups and received either a rat maintenance diet (control group) or an isocaloric high-fat diet (HFD) (sedentary groups and exercised groups) for four months. Two different exercise protocols were utilized: acute or chronic swimming exercise. Insulin tolerance test was performed to estimate whole-body insulin sensitivity. AMPKα and GLUT4 as well as p-AMPKα and pACC of rats' skeletal muscle levels were determined using Western blot. RESULTS: Insulin tolerance test revealed a significantly impaired insulin action after HFDt feeding, indicating high-fat induced insulin resistance when compared to control group. Four months of HFD treatment induced to significant decrease of AMPKα (2.2-fold) and GLUT4 (2.5-fold) protein contents and also of p-AMPKα (2.4-fold) and p-ACC (2.5-fold) in sedentary rats' skeletal muscle when compared with the control group. Both exercise protocols resulted in increase of AMPKα and ACC phosphorylation and increase in insulin sensitivity, while chronic physical exercise alone provoked increase in these proteins expression (p < 0.05). CONCLUSION: High-fat feeding impairs AMPKα activity, while AMPKα activation by physical exercise improves insulin resistance, thus indicating that obese rats normally have the AMPK pathway preserved.

Comparação do processo de reparo ósseo em tíbias de ratas normais e osteopênicas / Bone repair process in normal and osteopenic female rats' tibiae: a comparative study

O objetivo foi comparar a consolidação óssea em tíbias de ratas normais e osteopênicas. 49 ratas albinas fêmeas, linhagem Wistar, peso médio de 160 (± 20g) e 100 dias foram distribuídas em 2 grupos: Ooforectomizado (OOF) e Pseudo-ooforectomizado (Grupo controle - SHAM). 30 dias após a ooforectomia e/ou cirurgia simulada, todas foram submetidas à produção de lesão óssea cortical. Foram sacrificadas na 2ª, 4ª, 6ª e 8ª semanas. Os osteoblastos foram contados. O peso aumentou progressivamente, porém as OOF apresentaram maior peso (p<0,05) quando comparadas as SHAM, à época da segunda cirurgia. 15 dias pós-lesão óssea, as OOF apresentaram maior número de osteoblastos (p<0,05) quando comparados as SHAM. 30 dias pós-lesão óssea houve diminuição no número de osteoblastos, porém os valores foram equivalentes entre os dois grupos OOF e SHAM. 45 dias pós-lesão, apesar da diminuição constante de osteoblastos, o grupo OOF permaneceu elevado quando comparado ao grupo controle (p<0,05). Aos 60 dias o grupo SHAM apresentou menos osteoblastos, sugerindo processo avançado de reparo ósseo. Os animais osteopênicos apresentaram resposta inicial acelerada à lesão óssea, possibilitando a equivalência entre os grupos 30 dias pós-lesão. Mas, após este período apresentaram retardo na mineralização do osteóide, sugerindo atraso tardio no processo de reparo ósseo.

The purpose was to compare tibial bone union in normal and osteopenic female rats. Forty-nine Wistar albino female rats weighing 160 g (±20g) and 100 days were distributed into 2 groups: Oophorectomized (OOF) and Pseudo-oophorectomized (SHAM). Thirty days later, a cortical injury was produced in all the animals. They were sacrificed in the 2nd, 4th, 6th and 8th weeks. Osteoblasts count was performed. Progressive weight increase was observed, but the OOF group was shown to have gained more weight (p£0.05) than the SHAM group, at the time of the second surgery. After 15 days post-injury, the animals in the OOF group presented a higher number of osteoblasts (p£0.05) compared to the SHAM group. Thirty days after injury, the number of osteoblasts was reduced, but both groups showed similar amounts. Forty-five days after injury, despite a constant reduction, the number of osteoblasts in the OOF group remained high when compared to SHAM (p£0.05) group. After 60 days, we found less osteoblasts in the SHAM group, suggesting an advanced bone repair process. The osteopenic animals showed an early accelerated response, which became equivalent between both groups 30 days after injury. However, after that period, they showed a delayed osteoid mineralization, suggesting delayed late bone repair process.

Mecanismos moleculares de indução de obesidade e resistência à insulina em animais destreinados submetidos a uma dieta rica em lipídes / Molecular mechanisms on induction obesity and insulin resistance in detrained animals submitted a high-fat diet

A cessação do treinamento físico (destreinamento) resulta em rápido acréscimo da massa adiposa, ganho depeso e resistência à insulina tanto em humanos quanto em animais. No entanto, os mecanismos moleculares envolvidos nesse processo permanecem desconhecidos. Diferentes proteínas intracelulares podem estar envolvidas no processo de aquisição de ganho de peso e diminuição na ação da insulina nesse modelo animal. Este estudo teve como objetivo investigar as vias PI 3-quinase/Akt e CAP/Cbl, ambas importantes na captação ou utilização de glicose estimulada por insulina no tecido muscular adiposo branco. Utilizou-se, ratos Wistar que foram submetidos a um protocolo de exercício de natação por 8 semanas. Posteriormente os animais foram destreinados e nesse mesmo período de cessamento do programa de exercício foi oferecida aos ratos uma dieta rica em lipídes. Para análise das proteínas de interesse, foi realizado o método de imunoblot e imunoprecipitação. Verifica-se, através dos resultados obtidos, que animais destreinados tem um ganho de peso e de gordura epididimal mais acentuado comparado a animais sedentários. Esse fato foi associado a uma maior responsividade à insulina no tecido adiposo através da via IRS/PI 3-quinase/Aktdos animais destreinados submetidos à dieta rica em lipídes. Além disso, verifica-se, que a via CAP/Cbl encontra-semais responsiva à insulina no tecido adiposo de animais destreinados em relação aos outros grupos experimentais. Conclui-se, que o destreinamento físico é acompanhado por um rápido período de ganho de peso e de massa adiposa e essas adaptações deve-se no mínimo em parte pela maior responsividade à insulina da via CAP/Cbl em tecido adiposo branco.

The termination of exercise training (detraining) results in rapid fat accretion, weight gain and insulin resistance in both humans and rats. There is evident relationship between physical inactivity and insulin resistance. Different mechanisms may be involved in insulin resistance in this animal model. The aim of this study was to investigate the PI3-kinase/Akt and CAP/Cbl signaling pathways both involved with insulin-stimulated glucose uptake in white adipose tissue in detrained and sedentary animals submitted a high-fat diet. Wistar rats were submitted to swimming training during 8 weeks. Next this period the animals stop the training and received a rich-fat diet. The proteins from the insulin signaling pathway were analyzed by immunoprecipitation and immunoblotting. The results demonstrated that detraining result in an increased body mass and rapid body fat accretion. This fact was associated with increases insulin responsiveness in adipose tissue through IRS/PI3-Kinase/Akt pathway in detrained rats fed with a rich-fat diet. In addition, the CAP/Cbl pathway in adipose tissue was more insulin responsives in the detrained animals feeding with a rich-fat diet than S-DHL animals. In conclusion, the cessation of exercise is accompanied by increased body mass and rapid fat accretion and this aspect to have relation at least in part to increased insulin responsiveness in adipose tissue through CAP/Cbl pathway.