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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.9.2013.tde-23052013-152405
Document
Author
Full name
Vinicius Fernandes Cruzat
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Toledo, Julio Orlando Tirapegui (President)
Fock, Ricardo Ambrosio
Mirotti, Luciana Cristina
Moreno, Fernando Salvador
Sawaya, Ana Lydia
Title in Portuguese
Efeito da suplementação com L-glutamina livre e na forma de dipeptídeo sobre eixo glutamina-glutationa, sistema imune, sistema inflamatório e vias de sinalização proteica em camundongos submetidos à endotoxemia
Keywords in Portuguese
Glutamina
GSH
HSP
NF-B
Sepse
Abstract in Portuguese
A sepse é a principal causa de morte em unidades de terapia intensiva (UTIs) no mundo. A reduzida disponibilidade do aminoácido mais abundante do organismo, a glutamina contribui para o complicado estado catabólico da sepse. No presente estudo investigamos os efeitos da suplementação oral com L-glutamina e L-alanina (GLN+ALA), ambos na norma livre e como dipeptídeo, L-alanil-L-glutamina (DIP), sobre o eixo glutamina-glutationa (GSH), sistema imune, inflamação, proteínas de choque térmico (HSPs) e expressão de genes envolvidos com vias de sinalização proteica em animais endotoxêmicos. Camundongos C57/B6 foram submetidos à endotoxemia (Escherichia coli LPS, 5 mg.kg-1, grupo LPS) e suplementados por 48 horas com L-glutamina (1 g.kg-1) e L-alanina (0,61 g.kg-1, grupo GLN+ALA-LPS) ou 1,49 g.kg-1 de DIP (grupo DIP-LPS). A endotoxemia promoveu depleção da concentração de glutamina no plasma (71%), músculo esquelético (50%) e fígado (49%), quando comparado ao grupo CTRL, sendo restauradas nos grupos DIP-LPS e GLN+ALA-LPS (P<0,05), fato que atenuou a redução da GSH e o estado redox (taxa GSSG/GSH) em eritrócitos circulantes, musculo e fígado (P<0,05). A suplementação em animais endotoxêmicos resultou em uma upregulation dos genes GSR, GPX1 e GCLC no músculo e fígado. A concentração das citocinas plasmáticasTNF-α, IL-6, IL-1β e IL-10 foi atenuada pelas suplementações, bem como a expressão de mRNAs envolvidos com a resposta inflamatória, ativadas pela via do NF-κB(P<0,05). Concomitantemente, verificou-se aumento da capacidade proliferativa de linfócitos T e B circulantes nos grupos GLN+ALA-LPS e DIP-LPS. A expressão de mRNAs e a concentração de HSPs no tecido muscular foi restabelecida pelas suplementações, contudo, a expressão mRNAs relacionados às vias de síntese e degradação proteica foi somente estimulada no tecido hepático(P<0,05). Os resultados do presente estudo demonstram que a suplementação por via oral com GLN+ALA ou DIP podem ser utilizados clinicamente como métodos nutricionais em reverter o quadro de depressão da disponibilidade de glutamina corporal da sepse induzida por LPS, tendo impacto no eixo glutamina-glutationa, sistema imune e inflamatório.
Title in English
Effects of dietary supplementation with L-glutamine in the free and dipeptide forms on glutamine-glutathione axis, immune system, inflammatory system and protein signaling pathwaysin mice submitted to endotoxemia
Keywords in English
Glutamine
GSH
HSP
NF-B
Sepsis
Abstract in English
Sepsis is the leading cause of death inintensive care units (ICUs) in the world.The availability ofthe most abundant amino acid in the body, glutamine, is reduced in this situation, fact that contribute to the complicated catabolic state of sepsis. In the present study, we investigated the effects of oral supplementation with L-glutamine and L-alanine (GLN+ALA), both in their free form and as a dipeptide, L-alanyl-L-glutamine (DIP) on glutamine-glutathione axis (GSH), immune and inflammatory system, heat shock proteins (HSPs) expression and gene expressions involved in protein signaling pathways during endotoxemia. C57/B6 mice were subjected to endotoxemia (Escherichia coli LPS, 5 mg.kg-1, LPS group) and supplemented for 48 hours with L-glutamine (1 g.kg-1) plus L-alanine(0.61 g.kg-1, GLN+ALA-LPS group) or 1.49 g.kg-1of DIP (DIP-LPS group). Endotoxemia promoted depletion glutamine concentration in plasma (71%), skeletal muscle (50%) and liver (49%), when compared to the CTRL group, and was restored in the DIP-LPS e GLN+ALA-LPS (P<0.05), fact that attenuate the reduction of GSH and the redox state (GSSG/GSH rate) in circulating erythrocytes, liver and muscle (P<0.05). Supplementations in endotoxemic mice resulted in upregulation of GSR, GCLC and GPX1 genes in muscle and liver. Plasma concentration of TNF-α, IL-6, IL-1β and IL-10 were attenuated by supplementation as well as the expression of mRNAs involved in the inflammatory response, activated by NFκ-B pathway (P <0.05). At the same time, high proliferative capacity of circulating T and B lymphocytes GLN+ALA-LPS e DIP-LPS were observed. HSPs (protein and mRNAs) and in muscle were restored by the supplements, however, the mRNAs expression related to the synthesis and degradation of protein pathways was only stimulated in the liver (P <0.05). Our results demonstrate that oral supplementation with GLN+ALA or DIP can be used as clinically nutritional methods to reverse the depression of body glutamine availability during sepsis induced by LPS, impacting on the glutamine-glutathione axis, immune and inflammatory system.
 
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Cruzat_VF.pdf (3.04 Mbytes)
Publishing Date
2013-07-11
 
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