Análise proteômica das respostas agudas e crônicas ao exercício de endurance no músculo esquelético de ratos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2010
Autor(a) principal: Gandra, Paulo Guimarães, 1980-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Rato - Exercícios
Proteômica
Eletroforese bidimensional
Músculo esquelético
Espectrometria de massa
Rat - Exercises
Proteomic
Two-dimensional electrophoresis
Skeletal muscle,
Mass spectrometry.
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1612693
Resumo: Orientador: Denise Vaz de Macedo
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spelling Análise proteômica das respostas agudas e crônicas ao exercício de endurance no músculo esquelético de ratosProteomic investigation of the acute and chronic changes in rat skeletal muscle in reseponse to endurence exerciseRato - ExercíciosProteômicaEletroforese bidimensionalMúsculo esqueléticoEspectrometria de massaRat - ExercisesProteomicTwo-dimensional electrophoresisSkeletal muscle,Mass spectrometry.Orientador: Denise Vaz de MacedoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A presente tese apresenta os resultados de dois estudos utilizando análise proteômica, sobre os efeitos agudos e crônicos do exercício de endurance no músculo de ratos. No primeiro estudo foram coletadas amostras de gastrocnemio de animais controle não exercitados, e exercitados em teste incremental de media duração em esteira ate a exaustão. Os ratos foram sacrificados 3h e 24h após o exercício. Utilizamos a abordagem clássica da análise proteômica quantitativa, que utiliza a eletroforese bidimensional (2DE) para separação das proteínas, e a espectrometria de massas para identificação destas proteínas. Seis spots apresentaram alterações significativas no volume relativo. Os spots identificados como gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase, triose fosfato isomerase 1, subunidade beta da piruvato desidrogenase E1, carnitina palmitoil transferase 2 e HSC70 mostraram-se mais abundantes apos o exercício. Já o spot identificado como ?-actina mostrou-se menos abundante apos o exercício. Estes resultados sugerem que um único estímulo de endurance em animais destreinados não estimula a síntese de proteínas miofibrilares, mas sim de proteínas sarcoplasmáticas e mitocondriais. Essas alterações no músculo destreinado serviriam para precondicionar o músculo para realização de um exercício subsequente. No segundo estudo apresentamos a análise proteômica da porção vermelha (GV) e branca (GB) do gastrocnemio de ratos controle não treinados (C), de ratos bem adaptados ao exercício de endurance (T1), e de ratos treinados e submetidos a um período de overtraining (T2). Os ratos do grupo T2 foram subdivididos ainda em grupo overreaching funcional (FOR), que exibiram aumento ou manutenção do desempenho após o overtraining, e grupo overreaching não funcional (NFOR), cujo nível de desempenho estava diminuído apos o overtraining. Na comparação entre C, T1 e T2, 32 spots demonstraram alterações no GV e 22 no GB. No GV as maiores alterações ocorreram no grupo T2. As proteínas com aumento na abundancia indicam aumento da biogênese mitocondrial, da capacidade de captar lipídeos, maior capacidade antioxidante, maiores abundancia de chaperonas e transformação das fibras no sentido de rápidas para lentas, sugerindo que um período de overtraining e eficiente em adaptar o músculo esquelético. Já no GB as adaptações esperadas com o treinamento de endurance não foram aparentes. A diminuição da abundância de spots da aconitase sugere um maior ataque oxidativo no GB do que no GV. Após o estímulo crônico proteínas do miofilamento e de interação com o miofilamento e citoesqueleto demonstraram abundância alterada. No seu conjunto, nossos resultados sugerem que a resposta inicial do músculo a um único estimulo de endurance envolve um aumento inespecífico da capacidade de produção de ATP, enquanto a estimulação crônica aumenta somente a capacidade oxidativa, com uma concomitante diminuição da abundancia de proteínas glicoliticas. Além disso, chamam a atenção para um papel chave das mitocôndrias e proteínas dos miofilamentos e citoesqueleto no processo adaptativo e maldaptativo ao exercício.Abstract: In the present work the acute and chronic changes in rat skeletal muscle in response to endurance exercise were investigated by proteomic analysis. The results are presented in two separated studies. In the first study gastrocnemius muscle were sampled from control non exercised animals and from animals exercised to exhaustion in an incremental manner in a treadmill. Exercised rats were sacrificed 3 and 24h after exercise cessation. We used the classic proteomic approach which utilizes two dimensional electrophoresis (2DE) to separate the proteins and mass spectrometry to identify these proteins. Six spots presented significant alterations in their relative volume. Spots identified as GAPDH, triose phosphate isomerase 1, beta subunit of pyruvate dehydrogenase E1, carnitine palmitoil transferase 2 and HSC70 were up-regulated after exercise. The spot identified as ?-actin was down-regulated after exercise. This results suggests that one bout of endurance exercise in untrained muscle may stimulate sarcoplasmic and mitochondrial proteins synthesis but not myofibril proteins. Proteins presenting increased abundance after one single bout of endurance exercise may be important for the preconditioning of skeletal muscle for a subsequent exercise bout. In the second study we present the proteomic analysis of the red (RG) and white portion (WG) of gastrocnemius muscle sampled from rats well adapted to endurance exercise (T1), well trained and submitted to an overtraining period (T2) and from control non exercised rats (C). Rats from group T2 were also subdivided in a functional overreaching group (FOR) which is composed by rats demonstrating an enhanced or unchanged performance after the overtraining period or a non functional overreaching group (NFOR) which is composed by rats demonstrating decreased performance levels after the overtraining period. When comparing C, T1 and T2, 32 spots demonstrated altered abundance in RG and 22 in the WG. The main alterations in RG were observed in the T2 group and indicated increased mitochondrial biogenesis, increased capacity of lipid uptake, antioxidant capacity, chaperone function, and a shift of fiber type from a fast-glycolytic to a slow-oxidative pattern. All these changes demonstrated the efficiency of an intensified training period to adapt skeletal muscle. The expected adaptations to endurance training were not evident in WG and the results such as decreased aconitase spots volume suggest higher oxidative stress levels in WG than in RG during overtraining. Myofilament and myofilament interacting proteins abundance were altered after chronic endurance stimuli. The results presented here suggests that the initial response of skeletal muscle to one single bout of endurance exercise encompasses an nonspecific increase of ATP production capacity while chronic stimulation increases only the oxidative capacity with a concomitant decrease in glycolytic proteins abundance. Also the results draw attention to the roles of mitochondria and myofilament proteins in adaptation and maladaptation to endurance exercise.DoutoradoBioquímicaDoutor em Biologia Funcional e Molecular[s.n.]Macedo, Denise Vaz de, 1959-Valente, Richard HemmiZoppi, Claudio CesarMello, Maria Alice Rostom deGobatto, Claudio AlexandreUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Biologia Funcional e MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASGandra, Paulo Guimarães, 1980-2010info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf109 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1612693GANDRA, Paulo Guimarães. Análise proteômica das respostas agudas e crônicas ao exercício de endurance no músculo esquelético de ratos. 2010. 109 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1612693. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/772569porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T05:57:18Zoai::772569Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T05:57:18Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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