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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.5.2013.tde-13012014-114428
Document
Author
Full name
Alan Fappi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Zanoteli, Edmar (President)
Reed, Umbertina Conti
Yamamoto, Lydia Uraco
Title in Portuguese
Efeitos do ácido graxo ômega-3 na prevenção da atrofia muscular induzida pela dexametasona
Keywords in Portuguese
Ácidos graxos ômega-3/efeitos adversos
Atrofia muscular/genética
Atrofia muscular/induzido quimicamente
Atrofia muscular/patologia
Dexametasona/efeitos adversos
Fatores de transcrição Forkhead
Glucocorticoides
Músculo esquelético/efeitos de drogas
Ratos Wistar
Reação em cadeia da polimerase em tempo real
Ubiquitina-proteína ligases/genética
Western Blotting
Abstract in Portuguese
Várias condições podem estar associadas com a atrofia muscular, tais como inatividade, envelhecimento, septicemia, diabetes, câncer e uso de glicocorticoides. Todas estas condições levam a atrofia muscular através de mecanismos que incluem aumento da degradação proteica e/ou redução na síntese proteica, envolvendo pelo menos cinco sistemas: lisossomal, da calpaína, das caspases, metaloproteinases e o sistema ubiquitina-proteasoma (SUP). Glicocorticoides, tais como a dexametasona, acarretam atrofia muscular atuando em quase todos esses sistemas, com significante ativação do SUP e lisossomal, afetando uma importante via de trofismo muscular, a via do IGF-1/PI-3K/Akt/mTOR. Ácidos graxos poli-insaturados, como o Ômega-3 (ômega-3), têm sido utilizados de forma benéfica na atenuação da atrofia muscular que ocorre na septicemia e na caquexia associada ao câncer, no entanto, sua atuação sobre a atrofia muscular induzida por glicocorticoides ainda não foi avaliada. Objetivo: Avaliar se a suplementação do ácido graxo ômega-3 influenciaria o desenvolvimento da atrofia muscular induzida pela dexametasona em ratos. Metodologia: Vinte e quatro ratos Wistar suplementados e não suplementados com ômega-3 (40 dias) foram submetidos à administração de dexametasona subcutânea (5mg/Kg/dia) nos últimos 10 dias, formando assim quatro grupos: Controle (CT), dexametasona (DX), ômega3 e dexametasona+ômega3 (DX+ômega3). Através de estudo de comportamento motor, histológico, PCR em tempo real e Western Blotting foram avaliados respectivamente, o número de grandes e pequenos movimentos em campo aberto; a área de secção transversa das fibras musculares (fibras I, IIA e IIB); a expressão dos genes MyoD, Miogenina, MuRF-1, Atrogina-1 e Miostatina; e a expressão de proteínas relacionadas com a via do IGF-1/PI-3K/Akt/mTOR: Akt, GSK3beta, FOXO3a e mTOR, totais e fosforiladas. Resultados: A dexametasona produziu diminuição na quantidade de pequenos movimentos, atrofia muscular em fibras do tipo IIB e diminuição na expressão de P-Akt, P-GSK3ômega e P-FOXO3a/FOXO3a total. A suplementação com Ômega-3 não se mostrou eficaz na atenuação de tais alterações. Por outro lado, o Ômega-3 associado à dexametasona (grupo DX+3) induziu a maior expressão de atrogenes (MuRF-1 e atrogina-1) causando, adicionalmente, maior atrofia muscular em fibras do tipo I e IIA, além de menor expressão gênica de Miogenina. O Ômega-3 de forma isolada conduziu de forma significativa a maior expressão de Miostatina e MyoD, e de forma não significante elevou a expressão proteica de mTOR total e induziu menor ganho de peso corporal dos animais ao fim do estudo. Conclusão: A suplementação de Ômega-3 não foi capaz de atenuar as alterações comportamentais, atrofia muscular e perda de peso corporal causadas pela administração de dexametasona, levando por outro lado a maior atrofia das fibras musculares e aumento na expressão de atrogenes. Desta forma, este estudo sugere que suplementos alimentares usualmente considerados benéficos para saúde, tal como o ácido graxo Ômega-3, podem agir em interação com alguns medicamentos, como os glicocorticoides, potencializando seus efeitos colaterais
Title in English
Effects of omega-3 fatty acid in preventing dexamethasone-induced muscle atrophy
Keywords in English
Blotting western
Dexamethasone/adverse effects
Fatty acids omega-3/adverse effects
Forkhead transcription factors
Glucocorticoids
Muscle skeletal/drugs effects
Muscular atrophy/chemically induced
Muscular atrophy/genetics
Muscular atrophy/pathology
Rats Wistar
Real-time polymerase chain reaction
Ubiquitin-protein ligases
Abstract in English
Many conditions can be related to muscle atrophy, such as inactivity, aging, sepsis, diabetes, cancer, as well as, glucocorticoid treatment. All these conditions lead to muscle atrophy through mechanisms that include increase of protein degradation and/or decrease of protein synthesis involving at least five systems: lysossomal, calpain, caspases, metaloproteinases and ubiquitin proteasome system (UPS). Glucocorticoids, such as dexamethasone cause muscle atrophy acting in almost all of these systems, with a significant UPS activation and affecting an important pathway related to muscular trophism, IGF-1/PI-3k/Akt/mTOR pathway. Poly-unsaturated fatty acids, such as Omega-3 (omega-3), have been used beneficially to attenuation of muscle atrophy that occur in sepsis and cachexia related to cancer, however, its action in the glucocorticoid-induced muscle atrophy, has never been evaluated. Objective: Assess whether the omega-3 supplementation would influence the development of dexamethasone-induced muscle atrophy in rats. Methods: Twenty four Wistar rats supplemented and non-supplemented with omega-3 (40 days) were submitted to dexamethasone administration (5mg/kg/day) during the last 10 days, thus establishing 4 groups: control (CT), dexamethasone (DX), omega-3 and dexamethasone+omega-3 (DX+ omega-3). The amount of large and small movements in open field; muscle fiber cross sectional areas (I, IIA and IIB); MyoD, Myogenin, MuRF-1, Atrogin-1 and Myostatin gene expression; and protein expression of Akt, GSK3omega, FOXO3a and mTOR, total and phosphorylated forms were assessed, respectively, by: motor behavior testing, histological reactions, Real-time PCR and Western Blotting analysis. Results: Dexamethasone administration induced significant decrease of small motor movements, atrophy in type IIB muscle fibers and decrease of P-Akt, P-GSK3omega and P-FOXO3a/total FOXO3a expression. Omega-3 supplementation was not able to attenuate these changes. Instead, omega-3 associated to dexamethasone (DX+ omega-3 group) additionally induced higher muscle atrophy in type I, IIA muscle fibers, and reduced expression of Myogenin. The isolated use of Omega-3 led to a significant higher expression of Myostatin and MyoD, and a non-significant increase of total mTOR protein expression and less body weight gain at end of study. Conclusion: Supplementation of omega-3 was not able to attenuate motor behavioral changes, muscle atrophy and loss of body weight caused by dexamethasone administration, leading on the other hand to higher muscle fibers atrophy and increase in atrogenes expression. Therefore, this study suggests that food supplements, usually considered benefic to the health, such as Omega-3 fatty acid, may interact with some medications, such as glucocorticoids, potentiating its side effects
 
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Publishing Date
2014-01-13
 
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