Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leite, Diego de Morais
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17134/tde-08082023-151807/
Resumo: As respostas adaptativas a ambientes de baixa temperatura envolvem diversas alterações endócrinas, metabólicas, cardiovasculares e comportamentais. Estudos anteriores de nosso laboratório mostraram que a exposição ao frio, durante 24h, inibe a síntese de proteínas em músculos esqueléticos de ratos. No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes a essas respostas e as possíveis diferenças dependentes do tipo de fibra muscular não são bem conhecidos. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo investigar o papel dos glicocorticoides na regulação da síntese proteica e autofagia, assim como nas vias de sinalizações relacionadas em diferentes tipos de músculos esqueléticos de camundongos expostos ao estresse térmico agudo. Para isso, camundongos machos C57/Bl6 (8-12 semanas) foram submetidos à adrenalectomia (ADX) ou à cirurgia fictícia (Sham) e expostos ao frio (4°C) ou temperatura ambiente (24°C), por 3 h (CEUA 211/2016). Após a eutanásia, o sangue foi coletado e os músculos esqueléticos EDL (glicolítico), soleus (oxidativo) e gastrocnêmio (misto) removidos. Em seguida, procedeu-se avaliações hormonais, bioquímicas e moleculares. Todos os valores foram expressos como média ± SEM (n=6-8) e a análise de variância (ANOVA) foi usada como teste estatístico (p<0,05). O estresse térmico aumentou a secreção plasmática de corticosterona (~2x), reduziu a síntese de proteínas (~50%), avaliada por métodos in vitro e in vivo, e aumentou a expressão gênica (~10x) e o conteúdo (~8x) de Redd1 (Regulated in Development and DNA Damage Responses 1), um potente inibidor da sinalização da via mTOR, exclusivamente em músculos EDL . Todos esses efeitos induzidos pelo frio foram abolidos em animais do grupo ADX. Além disso, a exposição ao frio reduziu o estado de fosforilação de proteínas alvos da mTOR, a p-S6 (~75%), em ambos os músculos EDL e soleus, e p-4E BP1 (~40%), apenas no soleus. Em EDL, o frio também reduziu a fosforilação de AktThr308 no grupo Sham, mas não no grupo ADX. O tratamento com rapamicina (inibidor da mTORC1) preveniu completamente o efeito supressor da ADX na inibição da síntese proteica induzida pelo frio. Em paralelo, o RNAm da lc3b, um gene autofágico, aumentou (~3x) nos músculos dos animais expostos ao frio, mas esse efeito não foi observado no grupo ADX. Para a avaliação do fluxo autofágico, os animais foram tratados com colchicina e se verificou que o estresse térmico aumentou o conteúdo muscular de LC3II, sendo este efeito completamente abolido pela adrenalectomia. O conjunto desses dados sugere que a corticosterona secretada pela adrenal, em condições de exposição aguda (3h) a baixas temperaturas, ativa Redd1 e leva à inibição da via Akt/mTOR com consequente redução da síntese proteica de músculos glicolíticos e aumento da autofagia.
id USP_fce74acd7ce8e072e55ea22cbc38e2b9
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-08082023-151807
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frioThe role of glucocorticoids in the regulation of protein synthesis and autophagy in skeletal muscles of mice exposed to coldAutofagiaAutophagyGlicocorticoidesGlucocorticoidsProtein synthesisRedd1Redd1Síntese proteicaAs respostas adaptativas a ambientes de baixa temperatura envolvem diversas alterações endócrinas, metabólicas, cardiovasculares e comportamentais. Estudos anteriores de nosso laboratório mostraram que a exposição ao frio, durante 24h, inibe a síntese de proteínas em músculos esqueléticos de ratos. No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes a essas respostas e as possíveis diferenças dependentes do tipo de fibra muscular não são bem conhecidos. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo investigar o papel dos glicocorticoides na regulação da síntese proteica e autofagia, assim como nas vias de sinalizações relacionadas em diferentes tipos de músculos esqueléticos de camundongos expostos ao estresse térmico agudo. Para isso, camundongos machos C57/Bl6 (8-12 semanas) foram submetidos à adrenalectomia (ADX) ou à cirurgia fictícia (Sham) e expostos ao frio (4°C) ou temperatura ambiente (24°C), por 3 h (CEUA 211/2016). Após a eutanásia, o sangue foi coletado e os músculos esqueléticos EDL (glicolítico), soleus (oxidativo) e gastrocnêmio (misto) removidos. Em seguida, procedeu-se avaliações hormonais, bioquímicas e moleculares. Todos os valores foram expressos como média ± SEM (n=6-8) e a análise de variância (ANOVA) foi usada como teste estatístico (p<0,05). O estresse térmico aumentou a secreção plasmática de corticosterona (~2x), reduziu a síntese de proteínas (~50%), avaliada por métodos in vitro e in vivo, e aumentou a expressão gênica (~10x) e o conteúdo (~8x) de Redd1 (Regulated in Development and DNA Damage Responses 1), um potente inibidor da sinalização da via mTOR, exclusivamente em músculos EDL . Todos esses efeitos induzidos pelo frio foram abolidos em animais do grupo ADX. Além disso, a exposição ao frio reduziu o estado de fosforilação de proteínas alvos da mTOR, a p-S6 (~75%), em ambos os músculos EDL e soleus, e p-4E BP1 (~40%), apenas no soleus. Em EDL, o frio também reduziu a fosforilação de AktThr308 no grupo Sham, mas não no grupo ADX. O tratamento com rapamicina (inibidor da mTORC1) preveniu completamente o efeito supressor da ADX na inibição da síntese proteica induzida pelo frio. Em paralelo, o RNAm da lc3b, um gene autofágico, aumentou (~3x) nos músculos dos animais expostos ao frio, mas esse efeito não foi observado no grupo ADX. Para a avaliação do fluxo autofágico, os animais foram tratados com colchicina e se verificou que o estresse térmico aumentou o conteúdo muscular de LC3II, sendo este efeito completamente abolido pela adrenalectomia. O conjunto desses dados sugere que a corticosterona secretada pela adrenal, em condições de exposição aguda (3h) a baixas temperaturas, ativa Redd1 e leva à inibição da via Akt/mTOR com consequente redução da síntese proteica de músculos glicolíticos e aumento da autofagia.Adaptive responses to low-temperature environments involve various endocrine, metabolic, cardiovascular, and behavioral changes. Previous studies from our laboratory have shown that exposure to cold for 24 hours inhibits protein synthesis in rat skeletal muscles. However, the underlying molecular mechanisms of these responses and the possible fiber type-dependent differences are not well known. Therefore, the present study aimed to investigate the role of glucocorticoids in regulating protein synthesis and autophagy, as well as related signaling pathways in different types of skeletal muscles of mice exposed to acute thermal stress. For this purpose, male C57/Bl6 mice (8-12 weeks) were subjected to adrenalectomy (ADX) or sham surgery (SHAM) and exposed to cold (4°C) or room temperature (24°C) for 3 hours (CEUA 211/2016). After euthanasia, blood was collected, and skeletal muscles EDL (glycolytic), soleus (oxidative), and gastrocnemius (mixed) were removed, followed by hormonal, biochemical, and molecular evaluations. All values were expressed as mean ± SEM (n=6-8), and analysis of variance (ANOVA) was used as a statistical test (p<0.05). Thermal stress increased plasma corticosterone secretion (~2x), reduced protein synthesis (~50%), evaluated by in vitro and in vivo methods, and increased gene expression (~10x) and content (~8x) of Redd1 (Regulated in Development and DNA Damage Responses 1), a potent inhibitor of the mTOR signaling pathway, exclusively in EDL muscles. All these cold-induced effects were abolished in ADX animals. In addition, cold exposure reduced the phosphorylation state of mTOR target proteins, p-S6 (~75%) in both EDL and soleus muscles, and p-4E BP1 (~40%) only in soleus. In EDL, cold also reduced AktThr308 phosphorylation in the sham group but not in the ADX group. Treatment with rapamycin (mTORC1 inhibitor) completely prevented the suppressive effect of ADX on cold-induced protein synthesis inhibition. In parallel, lc3b mRNA, an autophagic gene, increased (~3x) in the muscles of animals exposed to cold, but this effect was not observed in the ADX group. For the evaluation of autophagic flux, animals were treated with colchicine, and it was found that thermal stress increased the muscle content of LC3II, which ADX completely abolished. Taken together, these data suggest that corticosterone secreted by the adrenal gland under conditions of acute exposure (3h) to low temperatures activates Redd1 and leads to inhibition of the Akt/mTOR pathway, resulting in reduced protein synthesis in glycolytic muscles and increased autophagy.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPNavegantes, Luiz Carlos CarvalhoLeite, Diego de Morais2023-05-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17134/tde-08082023-151807/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-08-25T12:19:02Zoai:teses.usp.br:tde-08082023-151807Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-08-25T12:19:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio
The role of glucocorticoids in the regulation of protein synthesis and autophagy in skeletal muscles of mice exposed to cold
title Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio
spellingShingle Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio
Leite, Diego de Morais
Autofagia
Autophagy
Glicocorticoides
Glucocorticoids
Protein synthesis
Redd1
Redd1
Síntese proteica
title_short Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio
title_full Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio
title_fullStr Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio
title_full_unstemmed Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio
title_sort Papel dos glicocorticoides na regulação da síntese de proteínas e autofagia em músculos esqueléticos de camundongos expostos ao frio
author Leite, Diego de Morais
author_facet Leite, Diego de Morais
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Navegantes, Luiz Carlos Carvalho
dc.contributor.author.fl_str_mv Leite, Diego de Morais
dc.subject.por.fl_str_mv Autofagia
Autophagy
Glicocorticoides
Glucocorticoids
Protein synthesis
Redd1
Redd1
Síntese proteica
topic Autofagia
Autophagy
Glicocorticoides
Glucocorticoids
Protein synthesis
Redd1
Redd1
Síntese proteica
description As respostas adaptativas a ambientes de baixa temperatura envolvem diversas alterações endócrinas, metabólicas, cardiovasculares e comportamentais. Estudos anteriores de nosso laboratório mostraram que a exposição ao frio, durante 24h, inibe a síntese de proteínas em músculos esqueléticos de ratos. No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes a essas respostas e as possíveis diferenças dependentes do tipo de fibra muscular não são bem conhecidos. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo investigar o papel dos glicocorticoides na regulação da síntese proteica e autofagia, assim como nas vias de sinalizações relacionadas em diferentes tipos de músculos esqueléticos de camundongos expostos ao estresse térmico agudo. Para isso, camundongos machos C57/Bl6 (8-12 semanas) foram submetidos à adrenalectomia (ADX) ou à cirurgia fictícia (Sham) e expostos ao frio (4°C) ou temperatura ambiente (24°C), por 3 h (CEUA 211/2016). Após a eutanásia, o sangue foi coletado e os músculos esqueléticos EDL (glicolítico), soleus (oxidativo) e gastrocnêmio (misto) removidos. Em seguida, procedeu-se avaliações hormonais, bioquímicas e moleculares. Todos os valores foram expressos como média ± SEM (n=6-8) e a análise de variância (ANOVA) foi usada como teste estatístico (p<0,05). O estresse térmico aumentou a secreção plasmática de corticosterona (~2x), reduziu a síntese de proteínas (~50%), avaliada por métodos in vitro e in vivo, e aumentou a expressão gênica (~10x) e o conteúdo (~8x) de Redd1 (Regulated in Development and DNA Damage Responses 1), um potente inibidor da sinalização da via mTOR, exclusivamente em músculos EDL . Todos esses efeitos induzidos pelo frio foram abolidos em animais do grupo ADX. Além disso, a exposição ao frio reduziu o estado de fosforilação de proteínas alvos da mTOR, a p-S6 (~75%), em ambos os músculos EDL e soleus, e p-4E BP1 (~40%), apenas no soleus. Em EDL, o frio também reduziu a fosforilação de AktThr308 no grupo Sham, mas não no grupo ADX. O tratamento com rapamicina (inibidor da mTORC1) preveniu completamente o efeito supressor da ADX na inibição da síntese proteica induzida pelo frio. Em paralelo, o RNAm da lc3b, um gene autofágico, aumentou (~3x) nos músculos dos animais expostos ao frio, mas esse efeito não foi observado no grupo ADX. Para a avaliação do fluxo autofágico, os animais foram tratados com colchicina e se verificou que o estresse térmico aumentou o conteúdo muscular de LC3II, sendo este efeito completamente abolido pela adrenalectomia. O conjunto desses dados sugere que a corticosterona secretada pela adrenal, em condições de exposição aguda (3h) a baixas temperaturas, ativa Redd1 e leva à inibição da via Akt/mTOR com consequente redução da síntese proteica de músculos glicolíticos e aumento da autofagia.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-05-22
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17134/tde-08082023-151807/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17134/tde-08082023-151807/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1809090520942641152