O circuito neural mediado pelo nervo vago regula o perfil proteômico do intestino ao longo do dia
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/42717 https://orcid.org/ 0000-0002-6676-5335 |
Resumo: | Os ritmos circadianos são flutuações da fisiologia e comportamento em um período de aproximadamente 24 horas, que permitem aos organismos predizerem as mudanças ambientais e anteciparem suas respostas para melhor adaptarem-se. A dessincronização destes ritmos está associada a muitas desordens gastrointestinais e metabólicas como colite, síndrome do intestino irritável, obesidade e diabetes. Estudos prévios mostraram que nutrientes provenientes da dieta, microbiota e metabólitos são determinantes para sincronizar ritmo circadiano do trato gastrointestinal. Porém, o mecanismo de regulação dos ritmos biológicos intestinais não foi completamente elucidado. Assim, hipotetizamos que o nervo vago organiza temporalmente a fisiologia intestinal. Para testar essa hipótese, utilizamos espectrometria de massa acoplada à cromatografia líquida para avaliar a ritmicidade do proteoma e fosfoproteoma do íleo, em camundongos vagotomizados (grupo VNX) ou com a sinalização vagal intacta (grupo Sham). Constatamos que 4,2% do proteoma e 0,47% do fosfoproteoma do íleo oscilaram ao longo do dia, como indicado pelo teste de ritmicidade JTK, de acordo com o ciclo de atividade e alimentação do animal. As proteínas e fosfoproteínas identificadas estão associadas às funções clássicas do intestino, como digestão/absorção, metabolismo de nutrientes e barreira epitelial. Surpreendentemente, a interrupção da comunicação intestino-cérebro pela vagotomia aboliu a ritmicidade das proteínas. Curiosamente, na ausência do nervo vago, algumas proteínas relacionadas a funções imunológicas adquiriram comportamento cíclico. Estes resultados mostraram que a comunicação intestino-cérebro regula o ritmo de expressão e fosforilação de proteínas relacionadas às funções básicas do intestino. Além disso, a ritmicidade de muitas destas proteínas era desconhecida até o presente momento. Portanto, este trabalho expandiu o conhecimento sobre os ritmos biológicos intestinais e possibilitará a formulação e investigação de novas hipóteses. Palavras- chave: Intestino. Nervo vago. Ritmos biológicos. |
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André Gustavo Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/4785508070824387Paula Bergi de SouzaRafael Machado RezendeMaristela de Oliveira PoletiniCibele Aparecida Crispimhttp://lattes.cnpq.br/6844679066724717Roberta Cristelli Fonseca2022-06-27T19:13:56Z2022-06-27T19:13:56Z2022-05-26http://hdl.handle.net/1843/42717https://orcid.org/ 0000-0002-6676-5335Os ritmos circadianos são flutuações da fisiologia e comportamento em um período de aproximadamente 24 horas, que permitem aos organismos predizerem as mudanças ambientais e anteciparem suas respostas para melhor adaptarem-se. A dessincronização destes ritmos está associada a muitas desordens gastrointestinais e metabólicas como colite, síndrome do intestino irritável, obesidade e diabetes. Estudos prévios mostraram que nutrientes provenientes da dieta, microbiota e metabólitos são determinantes para sincronizar ritmo circadiano do trato gastrointestinal. Porém, o mecanismo de regulação dos ritmos biológicos intestinais não foi completamente elucidado. Assim, hipotetizamos que o nervo vago organiza temporalmente a fisiologia intestinal. Para testar essa hipótese, utilizamos espectrometria de massa acoplada à cromatografia líquida para avaliar a ritmicidade do proteoma e fosfoproteoma do íleo, em camundongos vagotomizados (grupo VNX) ou com a sinalização vagal intacta (grupo Sham). Constatamos que 4,2% do proteoma e 0,47% do fosfoproteoma do íleo oscilaram ao longo do dia, como indicado pelo teste de ritmicidade JTK, de acordo com o ciclo de atividade e alimentação do animal. As proteínas e fosfoproteínas identificadas estão associadas às funções clássicas do intestino, como digestão/absorção, metabolismo de nutrientes e barreira epitelial. Surpreendentemente, a interrupção da comunicação intestino-cérebro pela vagotomia aboliu a ritmicidade das proteínas. Curiosamente, na ausência do nervo vago, algumas proteínas relacionadas a funções imunológicas adquiriram comportamento cíclico. Estes resultados mostraram que a comunicação intestino-cérebro regula o ritmo de expressão e fosforilação de proteínas relacionadas às funções básicas do intestino. Além disso, a ritmicidade de muitas destas proteínas era desconhecida até o presente momento. Portanto, este trabalho expandiu o conhecimento sobre os ritmos biológicos intestinais e possibilitará a formulação e investigação de novas hipóteses. Palavras- chave: Intestino. Nervo vago. Ritmos biológicos.Circadian rhythms are fluctuations in physiology and behavior around 24 hours allowing the organisms to predict the environmental changes and to anticipate its responses to better adapt. Circadian rhythm disruption is associated to many gastrointestinal and metabolic disorders such as colitis, irritable bowel syndrome, obesity, and diabetes. Previously, it was shown that food, intestinal microbiota, and metabolites are determinants to the gastrointestinal circadian rhythm synchronization. However, the regulatory mechanism of intestinal biological rhythms is not fully elucidated. Then, we hypothesized that the vagus nerve temporarily organizes the gut physiology. To test it, we used mass spectrometry coupled to liquid chromatography and analyzed the proteome and phosphoproteome rhythms in the ileum, on vagotomized (VNX) or Sham operated mice. We identified that 4,2% of the proteome and 0,47% of the phosphoproteome oscillated through the day, as measured by the JTK cycle test, according to activity and feeding cycles. The identified proteins and phosphoproteins are associated to classical intestinal functions, such as digestion/absorption, metabolism, and epithelial barrier. Surprisingly, the gut-brain axis interruption by vagotomy abolished the protein rhythms. Curiously, in the absence of vagus nerve, some proteins related to immune functions acquired cyclic behavior. These results showed that the gut-brain axis regulates the proteins expression and phosphorylation rhythms related to basic intestinal function. Furthermore, many proteins rhythms were unknown until this moment. Therefore, this work expanded the knowledge about intestinal biological rhythms and will allow the future hypothesis formulation and investigation. Keywords: Intestine. Vagus nerve. Biological rhythms.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e FarmacologiaUFMGBrasilICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessFisiologiaIntestinosNervo vagoRitmos biológicosNervo vagoRitmos biológicosO circuito neural mediado pelo nervo vago regula o perfil proteômico do intestino ao longo do diaVagus nerve-mediated neural circuitry regulates gut proteomic profile throughout the dayinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/42717/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/42717/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD53ORIGINALTese de doutorado-Roberta Cristelli-versão final (1) (1).pdfTese de doutorado-Roberta Cristelli-versão final (1) (1).pdfapplication/pdf2940058https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/42717/4/Tese%20de%20doutorado-Roberta%20Cristelli-vers%c3%a3o%20final%20%281%29%20%281%29.pdfac76b26144d1bd81253f02d04b2e93e1MD541843/427172022-06-29 13:26:06.248oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2022-06-29T16:26:06Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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