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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.25.2019.tde-04102021-162810
Document
Author
Full name
Isabela Tomazini Sabino
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Bauru, 2019
Supervisor
Committee
Buzalaf, Marilia Afonso Rabelo (President)
Bosqueiro, José Roberto
Oliveira, Rodrigo Cardoso de
Pereira, Heloisa Aparecida Barbosa da Silva
Title in Portuguese
Interação entre o exercício crônico e o background genético no metabolismo do fluoreto 
Keywords in Portuguese
Background genético
Exercício físico
Fluoreto
Abstract in Portuguese
O metabolismo do fluoreto (F) é influenciado por fatores genéticos e epigenéticos, como o exercício físico. Vários estudos têm procurado desvendar a influência de fatores genéticos na suscetibilidade à fluorose dentária, utilizando linhagens de camundongos com respostas diferentes aos efeitos de F. No entanto, não existem estudos avaliando os efeitos combinados da genética e do exercício no metabolismo do F. Este estudo avaliou o efeito do exercício crônico no metabolismo do F e parâmetros relacionados à homeostase da glicose, bem como perfil proteômico do fígado e músculo gastrocnêmio, em camundongos suscetíveis (A/J; S) ou resistentes (129P3/J; R) à fluorose, em resposta à exposição ao (F). Quarenta e cinco camundongos machos de cada linhagem foram divididos em 3 grupos, de acordo com os tratamentos que receberam por 56 dias: a) água deionizada e nenhum exercício (I); b) água contendo 50ppmF (como NaF) e nenhum exercício (II); c) água contendo 50ppmF e exercício (corridas diárias em esteira, 5 dias por semana, durante 60 minutos em alta intensidade; III). A capacidade física de todos os camundongos foi medida ao longo do experimento. As concentrações plasmáticas, ósseas e renais de F foram analisadas com um eletrodo específico. Glicose e insulina plasmáticas foram analisadas pelos métodos da glicose-oxidase e ELISA, respectivamente. Análises proteômicas quantitativas, livres de marcadores, foram realizadas no fígado e músculo gastrocnêmio (n-LC-MS/MS). Os dados foram analisados por ANOVA a 2 critérios e Bonferroni (p<0,05). As concentrações plasmáticas e ósseas de F foram significativamente maiores nos grupos II e III em relação ao I, independentemente da linhagem. Após o exercício, os camundongos RIII apresentaram concentrações de F no osso significativamente maiores quando comparadas aos RII. As concentrações de F no rim foram significativamente maiores nos camundongos RIII em comparação aos RII e SIII. A capacidade física final foi significativamente menor nos camundongos SII em comparação aos RII. Os camundongos S, independentemente do tratamento, apresentaram níveis plasmáticos de glicose mais altos que os R (significativo para o grupo II). Os níveis plasmáticos de insulina foram semelhantes entre os grupos. Nos grupos I e II, houve um aumento nas proteínas envolvidas no fluxo energético e nas enzimas antioxidantes nos camundongos S. No entanto, no grupo III, houve uma redução nas proteínas envolvidas na síntese proteica, metabolismo energético e desintoxicação, mas as enzimas antioxidantes ainda estavam aumentadas nos camundongos S. No músculo, os camundongos SI tiveram uma diminuição na expressão proteica em comparação com os RI. Entretanto, nas comparações SIIxRII e SIIIxRIII, houve um aumento de proteínas relacionadas ao fluxo energético e contração muscular nos camundongos S. Os resultados indicam uma complexa interação entre genética e exercício no metabolismo F. O exercício físico parece aumentar o acúmulo de F no osso de camundongos R. O estresse oxidativo em camundongos S pode ser exacerbado pelo tratamento com F. Os resultados analisados em conjunto sugerem que os indivíduos susceptíveis aos efeitos do F podem se beneficiar mais do efeito do exercício físico na homeostase da glicose do que os indivíduos resistentes, mediante exposição a este íon, o que dá respaldo à utilização do F em saúde pública.
Title in English
Interplay between chronic exercise and genetic background on fluoride metabolism
Keywords in English
Fluoride
Genetic background
Physical exercise
Abstract in English
Fluoride (F) metabolism is influenced by genetic and epigenetic factors such as exercise. Several studies have attempted to unravel the influence of genetic factors on the susceptibility to dental fluorosis, using mice strains with different responses to the effects of F. However, there are no studies evaluating the combined effects of genetics and exercise on F metabolism. This study evaluated the effect of chronic exercise on F metabolism and parameters related to glucose homeostasis, as well as liver and gastrocnemius muscle proteome, in mice susceptible (A/J; S) or resistant (129P3/J; R) to fluorosis, in response to F exposure. Forty-five male mice from each strain were divided into 3 groups according to the treatments they received for 56 days: a) deionized water and no exercise (I); b) water containing 50ppmF (as NaF) and no exercise (II); c) water containing 50ppmF and exercise (daily runs on treadmill, 5 days a week for 60 minutes at high intensity; III). The physical capacity of all mice was measured throughout the experiment. Plasma, bone and renal F concentrations were analyzed with a specific electrode. Plasma glucose and insulin were analyzed by glucose oxidase and ELISA methods, respectively. Labe-free quantitative label proteomic analyses were performed on the liver and gastrocnemius muscle (n-LC-MS/MS). Data were analyzed using 2-way ANOVA and Bonferroni´s tests (p <0.05). Plasma and bone concentrations of F were significantly higher in groups II and III than I, regardless of strain. After exercise, RIII mice had significantly higher bone F concentrations compared to RII mice. Kidney F concentrations were significantly higher in RIII mice compared to RII and SIII. Final physical capacity was significantly lower in SII mice compared to RII ones. S mice, regardless of treatment, had higher plasma glucose levels than R mice (significant for group II). Plasma insulin levels were similar between the groups. In groups I and II, there was an increase in proteins involved in energy flux and antioxidant enzymes in S mice. However, in group III, there was a reduction in proteins involved in protein synthesis, energy metabolism and detoxification, but antioxidant enzymes were still increased in S mice. In muscle, SI mice had a decrease in protein expression compared to RI mice. However, in SIIxRII and SIIIxRIII comparisons, there was an increase in proteins related to energy flux and muscle contraction in S mice. The results indicate a complex interplay between genetics and exercise in F metabolism. Exercise seems to increase F accumulation in the bone of R mice. Oxidative stress may be exacerbated by F treatment in S mice. When analyzed in conjunction, our results suggest that the individuals susceptible to the effects of F might benefit more from the effects of physical exercise on glucose homeostasis that the resistant ones, upon exposure to this ion, which gives additional support to the use of F in public health.
 
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Release Date
2023-10-04
Publishing Date
2021-10-04
 
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