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Master's Dissertation
Full name
Bruno Brieda Marafon
Knowledge Area
Date of Defense
Ribeirão Preto, 2022
Silva, Adelino Sanchez Ramos da (President)
Santiago, Paulo Roberto Pereira
Katashima, Carlos Kiyoshi
Tourinho Filho, Hugo
Title in English
Role of TLR4 in endoplasmic reticulum stress induced by physical exercise in skeletal muscle
Keywords in English
Knockout model
Physical exercise
Toll-like receptor
Abstract in English
Many conditions can induce endoplasmic reticulum (ER) stress, such as inflammation and physical exercise. Toll-like Receptor 4 (TLR4) can trigger inflammation and ER stress events. However, there are still no data in the literature regarding the role of TLR4 in ER stress during exercise in skeletal muscle. Therefore, the current investigation aimed to verify the responses of ER stress markers in wild-type (WT) and Tlr4 global knockout (KO) mice after acute and chronic physical exercise protocols. Eight-week-old male WT and KO mice were submitted to acute (moderate or high intensity) and chronic (4-week protocol) treadmill exercise. Under basal conditions, KO mice showed lower performance in the rotarod test, and increased eIF2α protein phosphorylation compared to WT animals. Acute moderate-intensity exercise increased BiP and CHOP protein in the WT group. After the acute high-intensity exercise, there was an increase in Casp3 and Ddit3 mRNA for the KO mice. Acute exercise increased the cleaved Caspase-3/Caspase-3 in the KO group regardless of exercise intensity. In response to chronic exercise, the KO group showed no improvement in any performance evaluation. The 4-week chronic protocol did not generate changes in CHOP, p-eIF2α/eIF2α, and cleaved Caspase-3/Caspase-3 ratio but reduced BiP protein compared to the KO-Sedentary group. These results demonstrate that the global deletion of Tlr4 seems to protect the mice against ER stress but decreases their performance. The cleaved Caspase-3/Caspase-3 ratio may be activated by another pathway other than ER stress in Tlr4 KO animals.
Title in Portuguese
Papel do TLR4 no estresse do retículo endoplasmático induzido pelo exercício físico no músculo esquelético
Keywords in Portuguese
Exercício físico
Modelo Nocaute
Receptor tipo Toll
Abstract in Portuguese
Muitas condições podem induzir o estresse do retículo endoplasmático (RE), como inflamação e exercício físico, por exemplo. O receptor tipo Toll 4 (TLR4) pode desencadear inflamação e eventos de estresse do RE. No entanto, ainda não existem dados na literatura sobre o papel do TLR4 no estresse do RE durante o exercício no músculo esquelético. Portanto, o presente estudo teve como objetivo investigar e verificar as respostas dos marcadores de estresse de RE em camundongos do tipo selvagem (WT) e Tlr4 nocaute global (KO) após protocolos de exercício físico agudo e crônico. Camundongos machos WT e KO com oito semanas de idade foram submetidos a exercícios agudos (moderada ou alta intensidade) e crônicos (protocolo de 4 semanas). Em condições basais, os camundongos KO apresentaram desempenho inferior no teste do rotarod e maior fosforilação da proteína eIF2α em comparação aos animais WT. O exercício agudo de intensidade moderada aumentou a BiP e a proteína CHOP no grupo WT. Após o exercício agudo de alta intensidade, houve aumento nos níveis de RNAm de Casp3 e Ddit3 para os camundongos KO. O exercício agudo aumentou a Caspase-3 clivada/Caspase-3 no grupo KO, independentemente da intensidade do exercício. Em resposta ao exercício crônico, o grupo KO não apresentou melhora em nenhuma avaliação de desempenho. O protocolo crônico de 4 semanas não gerou alterações na CHOP, na razão p-eIF2α/eIF2α e Caspase-3 clivada/Caspase-3, mas reduziu a proteína BiP em relação ao grupo KO-Sedentário. Esses resultados demonstram que a deleção global de Tlr4 parece proteger os camundongos contra o estresse do RE, mas diminui seu desempenho. Ainda, parece que a razão Caspase-3 clivada/Caspase-3 pode ser ativada por outra via diferente do estresse de RE em animais Tlr4 KO.
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