Respostas oxidativas do cólon e de suas mitocôndrias em resposta ao exercício em camundongos c57bl/6 tratados com 1,2-dimetilhidrazina

Respostas oxidativas do cólon e de suas mitocôndrias em resposta ao exercício em camundongos c57bl/6 tratados com 1,2-dimetilhidrazina

Author Ribeiro, Rafael Ferreira Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Nouailhetas, Viviane Louise Andree Nouailhetas Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Biologia Estrutural e Funcional
Abstract Introduction: The practice of physical exercise is usually associated with increased quality of life and prevention of chronic degenerative diseases . However, exercise is not always linked with health, it may be related to increased production of free radicals as well. Reactive oxygen species ( ROS ) can directly produce changes in DNA strands , leading to mutagenesis and therefore is considered a significant class of carcinogens , participating in initiation, progression and metastasis of the cancer. Knowing that the intense and exhaustive exercise increases intestinal oxidative stress , whereas the usual moderate exercise reduces stress, we might assume that intense exercise increase the predisposition to develop cancer . On the other hand , some studies indicate a recovery of colon cancer in individuals who do intense physical activity . Objectives: To investigate whether exercise, intense and exhaustive or moderate, induces oxidative stress specifically in the colon of C57Bl / 6 mice and oxidative stress induced by exercise, moderate or intense and exhausting, exert a protective effect for the development of cancer in animals treated with DMH for the development of early lesions of colon cancer. Methods: Male C57BL / 6 strain mice were randomly divided into the following groups : sedentary , treated (CT +) or not with DMH (CT-) , submitted to intense and exhaustive exercise treaty (IEE+) or not with DMH (IEE-) subjected to moderate intensity exercise treaty (MOD+) or not with DMH (MOD-) . For induction of cancer animals were treated with a subcutaneous injection of 1,2- dimethylhydrazine (DMH) (40 mg / kg body weight) for 6 weeks. The EIE protocol consisted of a daily session of treadmill running at 85 % of the maximum speed of each individual animal until its exhaustion for a period of 10 days. Have the MOD protocol consisted of a daily session of treadmill running at 60 % of the maximum speed of each animal for 30 minutes for 10 days. The maximum speed was previously determined by the maximum incremental test (TIM) held before the exercise protocol . Physical performance in response to the training was done by the time of exhaustion and / or alteration of maximum speed in TIM . Changes in the redox state was measured by the amount of lipid peroxidation, protein oxidation ( total colon and their mitochondria ) , citrate synthase (CS) activity and mitochondrial rupture rate . The morphology of the colon was examined in histological cross sections stained with hematoxylin / eosin and methylene blue, in the case of groups CT and CT + reactivity colon was studied by constructing curves not cumulative isometric contractile concentration - responses induced by KCl and carbachol ( CCh ) . Results: There was no change in body weight of the animals and contents of colon protein with treatment with DMH, and no change in physical performance of the animals . Significant increase in protein oxidation colon and their mitochondria by the administration of DMH . Level of lipid peroxidation unaltered by treatment with DMH . Reduction of oxidative damage to tissue proteins and mitochondrial colon with exercise (IEE and MOD) .Levels of oxidative damage in colon proteins only with the execution of IEE in contrast to the MOD. Increasing the CS enzyme activity in isolated mitochondria of colon in the DMH treated animals and animals that underwent MOD, treated or not with DMH, and a reduction in the colon isolated mitochondria of animals treated with DMH and submitted to IEE reaching trigger level similar to that observed for the activity of this enzyme in animals that performed only the IEE. Increase in the amount of ruptured mitochondria in the colon of animals who performed or MOD or IEE, both treated and untreated groups with HMD . Damage to the structure of the mucosa and muscle layers of the colon only in animals subjected to the MOD , with subsequent structural recovery of the muscle layer in animals subjected to the MOD and treated with DMH . Increased reactivity to drug - and electromechanical distal colon by DMH treatment in animals not exercised engagements. Increased reactivity of the proximal colon only the electromechanical coupling by treatment with DMH in the colon distal to more forcefully. Conclusion: Our study suggests a protective effect of exercise is intense and exhaustive or moderate in relation to oxidative damage and mitochondrial activity in the colon of C57Bl / 6 mice subjected to the experimental model of colon cancer induced by DMH . Furthermore, evidence shows that the behavior of the intestine throughout its path does not seem to differ from the mitochondrial oxidative and exercise-induced responses were similar to those as already described in this strain of mice ileum . These findings are interesting in that permit the use as an exercise , non-invasive therapeutic tool to combat the development of intestinal cancer and opens up new opportunities for studies regarding the signaling pathways involved in tumorgênesis process.

Introdução: A prática do exercício físico é usualmente relacionada com aumento de qualidade de vida e prevenção de doenças crônico-degenerativas. No entanto, exercício nem sempre é sinônimo de saúde, podem ser relacionados ao aumento da produção de radicais livres. As espécies reativas de oxigênio (ROS) podem produzir diretamente alterações nas fitas de DNA, levando à mutagênese, sendo consideradas uma significante classe de carcinogênicos, participando da iniciação, progressão e metástase no câncer. Sabendo-se que o exercício intenso e exaustivo aumenta o estresse oxidativo intestinal, enquanto que o exercício moderado habitual diminui tal estresse, poderíamos supor que o exercício intenso aumentaria a predisposição a desenvolver o câncer. Por outro lado, alguns estudos indicam uma recuperação do câncer de cólon em indivíduos que praticam atividade física intensa. Objetivos: Investigar se o exercício, intenso e exaustivo ou o moderado, induz estresse oxidativo especificamente no colon de camundongos C57Bl/6 e se o estresse oxidativo induzido pelo exercício, intenso e exaustivo ou moderado, exerceria um efeito protetor ao desenvolvimento do câncer em animais tratados com DMH para desenvolvimento de lesões iniciais de câncer de cólon. Metodologia: camundongos machos da linhagem C57BL/6 foram divididos randomicamente nos seguintes grupos: sedentário, tratado (CT+) ou não com DMH (CT-), submetidos ao exercício intenso e exaustivo, tratado (EIE+) ou não com DMH (EIE-), submetidos ao exercício de intensidade moderada tratado(MOD+) ou não com DMH (MOD-). Para indução de câncer os animais foram tratados com uma injeção subcutânea de 1,2-dimetilhidrazina (DMH) (40 mg/kg de peso) por 6 semanas. O protocolo de EIE consistiu de uma sessão diária de corrida em esteira a 85% da velocidade individual máxima de cada animal até a sua exaustão por um período de 10 dias. Já o protocolo de MOD consistiu de uma sessão diária de corrida em esteira a 60% da velocidade máxima de cada animal por 30 minutos durante 10 dias. A velocidade máxima foi previamente determinada pelo teste incremental máximo (TIM) realizado antes do protocolo de exercício. Desempenho físico em resposta ao treinamento foi feito pelo tempo de exaustão e/ou alteração da velocidade máxima no TIM. Alterações do estado redox foram aferidos pela quantidade de peroxidação lipídica, oxidação de proteínas (no cólon total e em suas mitocôndrias isoladas), atividade da citrato sintase (CS) e índice de ruptura de mitocôndrias. A morfologia do cólon foi analisada em cortes histológicos transversais corados com hematoxilina/eosina e azul de metileno, no caso dos grupos CT- e CT+ A reatividade do cólon foi estudada através da construção de curvas não cumulativas concentrações-respostas contráteis isométricas induzidas por KCl e carbacol (CCh). Resultados: Ausência de alteração do peso corporal dos animais e conteúdo de proteína corporal com o tratamento com o DMH, e ausência de alteração do desempenho físico dos animais. Aumento significante de oxidação de proteínas do cólon e respectivas mitocôndrias pela administração do DMH. Nível de peroxidação lipídica inalterado pelo tratamento com DMH. Diminuição do dano oxidativo nas proteinas teciduais e da mitocondria do cólon com o exercício (EIE e MOD). Níveis de dano oxidativo nas proteínas do cólon somente pela execução do EIE em contraposição ao MOD. Aumento da atividade da enzima CS nas mitocôndrias isoladas do cólon tanto nos animais tratados apenas com DMH como nos animais que realizaram MOD, tratados ou não com DMH e diminuição nas mitocôndrias isoladas do cólon dos animais tratados com DMH e submetidos ao EIE alcançando nível de ativação semelhante ao observado para a atividade dessa enzima nos animais que executaram apenas o EIE. Aumento na quantidade de mitocôndrias rompidas no cólon dos animais que executaram MOD ou EIE, ambos os grupos tratados ou não com DMH. Danos na estrutura das camadas mucosa e muscular do cólon apenas nos animais submetidos ao MOD, com posterior recuperação estrutural da camada muscular nos animais submetidos ao MOD e tratados com DMH. Aumento da reatividade aos acoplamentos fármaco- e eletromecânico do colon distal pelo tratamento com DMH nos animais não exercitados. Aumento da reatividade do cólon proximal apenas ao acoplamento eletromecânico pelo tratamento com DMH de modo mais contundente que no cólon distal. Conclusão: nosso trabalho sugere um efeito protetor do exercício, seja intenso e exaustivo ou moderado, em relação aos danos oxidativos e à atividade mitocondrial no cólon de camundongos C57Bl/6 submetidos ao modelo experimental de câncer de cólon induzido por DMH. Além disso, apresenta evidências de que o comportamento do intestino ao longo de todo seu trajeto parece não ter diferenças em relação a respostas oxidativas e mitocondriais induzidas pelo exercício já que foram semelhantes aos já descritos no íleo nesta espécie de camundongos. Tais conclusões são interessantes na medida em que possibilitam a utilização do exercício como uma ferramenta terapêutica, não invasiva, no combate ao desenvolvimento do câncer intestinal e abre novas perspectivas de estudos em relação às vias de sinalização envolvidas no processo de tumorogênesis.
Keywords physical exercise
colon cancer
oxidative stress
mitochondria
exercício físico câncer de cólon estresse oxidativo mitocôndria
Language Portuguese
Date 2014-09-24
Published in RIBEIRO, Rafael Ferreira. Respostas oxidativas do cólon e de suas mitocôndrias em resposta ao exercício em camundongos c57bl/6 tratados com 1,2-dimetilhidrazina. 2014. Dissertação (Mestrado) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2014.
Research area Biologia geral
Knowledge area Ciências biológicas
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=1817416
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/47561

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