This work investigated the effect of cAMP through PDE4 inhibition, the major PDE expressed in skeletal muscle, in modulating muscle protein degradation.
The protein catabolism was monitored ...indirectly by measurement of interstitial tyrosine concentration in tibialis anterior muscle from Wistar rats (~250g) by microdialysis. Muscles were perfused with selective PDE 4 inhibitor, rolipram (1mM). Rates of proteolysis were determined by measuring the tyrosine release from extensor digital longus (EDL) and soleus from rats (~70g) incubated with different concentrations of PDE inhibitor. Gene expression was measured by real time‐PCR and cAMP level was estimated by ELISA. In situ muscle perfusion with rolipram reduced interstitial‐arterial tyrosine concentration difference, indicating a reduction in protein catabolism. Rolipram in vitro reduced overall proteolysis in a dose‐dependent manner and increased the muscle level of cAMP. This effect was accompanied by a decrease in the ubiquitin‐proteasome system (UPS) activity and suppression of autophagic and Ub‐ligases (atrogin‐1 and MuRF‐1) gene expression induced by fasting.
These findings identify mechanisms by which PDE inhibitors reduces protein degradation, suggesting that inhibition of PDE 4 activates cAMP‐dependent pathway, which leads to the suppression of autophagic and UPS pathways and atrophy‐specific gene transcription.
Abstract only
Aim: This study was undertaken to investigate the role of beta‐2 adrenoceptors and cAMP in regulating the Ubiquitin‐proteasome system (UPS) in skeletal muscle from normal rats.
Methods ...and results: The activity of UPS and the Akt/FoxO signaling pathway were measured in skeletal muscle from rats treated with clenbuterol (3 mg/kg wt; sc), a selective beta‐2 adrenergic agonist, for 3 days. In extensor digital longus (EDL) muscle, clenbuterol increased by 30% muscle weight, reduced by 45% the UPS activity and increased by 30% the phosphorylation of Akt and FoxO3. The addition of isobutylmethylxanthine (IBMX; 10
−3
M), a cAMP phosphodiesterase inhibitor, to the incubation medium increased cAMP levels (4‐fold) and decreased by 50% the UPS activity in isolated soleus and EDL muscles from normal rats. IBMX in vitro also reduced the levels of ubiquitin‐protein conjugated and the mRNA levels of the atrogin‐1/MAF
bx
(50%) and the E
2
‐14KDa ubiquitin conjugating enzyme (30%) transcripts in muscles from normal rats. Ubiquitin and MuRF1 mRNA were not altered by IBMX in vitro.
Conclusions: These data suggest that stimulation of beta‐2 adrenoceptors, through the activation of cAMP and Akt signaling pathways, inhibit ubiquitin‐proteasome proteolysis by increasing FoxO3 phosphorylation and suppressing atrogin‐1 mRNA expression in skeletal muscle from normal rats.
Financial support: CNPq, CAPES, FAPESP
We have previously shown that catecholamines exert an inhibitory effect on muscle protein degradation through a pathway involving the cyclic adenosine monophosphate (cAMP) cascade in normal rats. In ...the present work, we investigated in vivo and in vitro effects of cAMP-phosphodiesterase inhibitors on protein metabolism in skeletal muscle from rats submitted to a model of acute sepsis. The in vivo muscle protein metabolism was evaluated indirectly by measurements of the tyrosine interstitial concentration using microdialysis. Muscle blood flow (MBF) was monitored by ethanol perfusion technique. Sepsis was induced by cecal ligation and puncture and resulted in lactate acidosis, hypotension, and reduction in MBF (-30%; P < 0.05). Three-hour septic rats showed an increase in muscle interstitial tyrosine concentration (approximately 150%), in arterial plasma tyrosine levels (approximately 50%), and in interstitial-arterial tyrosine concentration difference (approximately 200%; P < 0.05). Pentoxifylline (50 mg/kg of body weight, i.v.) infusion during 1 h after cecal ligation and puncture prevented the tumor necrosis factor alpha increase and significantly reduced by 50% (P < 0.05) the interstitial-arterial tyrosine difference concentration. In situ perfusion with isobutylmethylxanthine (IBMX; 10(-3) M) reduced by 40% (P < 0.05) the muscle interstitial tyrosine in both sham-operated and septic rats. Neither pentoxifylline nor IBMX altered MBF. The addition of IBMX (10(-3) M) to the incubation medium increased (P < 0.05) muscle cAMP levels and reduced proteolysis in both groups. The in vitro addition of H89, a protein kinase A inhibitor, completely blocked the antiproteolytic effect of IBMX. The data show that activation of cAMP-dependent pathways and protein kinase A reduces muscle protein catabolism during basal and septic state.
Uma das mais importantes complicações crônicas do diabetes mellitus é o pé diabético. Por sua gravidade, pode levar a amputações de extremidades inferiores. Entretanto, por apresentar uma evolução ...lenta, permite o desenvolvimento de ações de prevenção e controle. A abrangência do Programa Saúde da Família, quanto a possibilidade de diagnóstico precoce tanto do diabetes como desta complicação favorece a condução de estudos epidemiológicos visando conhecer sua magnitude. Este artigo objetivou determinar a proporção de portadores de pé diabético atendidos nas unidades de saúde da família da cidade do Recife, Pernambuco, Brasil. Desenvolveu-se um levantamento epidemiológico, com amostra probabilística dos prontuários de pacientes com diabetes cadastrados nos seis distritos sanitários do município. Foram analisadas relações entre as variáveis sócio-econômicas, condições de saúde e ocorrência de amputação a partir de 1.374 prontuários. Observou-se uma prevalência de 9% de portadores de pé diabético. Encontrou-se associação positiva e estatisticamente significativa com as variáveis: alcoolismo e ocorrência de amputação (p < 0,001). A prevalência de amputações em extremidades inferiores foi de 25,6% dentre os portadores da complicação e de 2,3% do total da amostra.
One of the most important chronic complications of diabetes mellitus is diabetic foot. Severe progression of diabetes can lead to lower limb amputations. However, since evolution of the disease is slow, it is possible to implement prevention and control measures. The scope of the Family Health Program (in terms of the possibility of early diagnosis of diabetes mellitus and diabetic foot) favors epidemiological studies to determine the problem's magnitude. This article aimed to identify the proportion of individuals with diabetic foot treated at family health units in the city of Recife, Pernambuco State, Brazil. An epidemiological survey was conducted with a probabilistic sample of medical charts of diabetic patients (N = 1,374) enrolled in six health districts in the city, analyzing relations between socioeconomic variables, health conditions, and the occurrence of amputation. Diabetic foot was observed in 9% of the sample. There was a positive and statistically significant association with the variables alcoholism and amputation (p < 0.001). The prevalence of lower limb amputations was 25.6% among individuals with complications and 2.3% of the total sample.
O milho (Zea mays L.) é provavelmente uma das espécies cultivadas com maior diversidade genética (PATERNIANI et al., 2000). Existe variabilidade genética tanto para caracteres relacionados à ...adaptação ambiental, quanto para aqueles que não têm influência na vantagem adaptativa (TEIXEIRA et al., 2002). Populações crioulas, também conhecidas como locais ou landraces, são materiais importantes para o melhoramento pelo elevado potencial de adaptação que apresentam para condições ambientais específicas (PATERNIANI et al., 2000). Em condições na qual é empregada baixa tecnologia de cultivo, as variedades crioulas podem apresentar rendimento semelhante ou superior às variedades comerciais. Existem também outras vantagens no uso de variedades locais, como resistência a pragas, doenças e desequilíbrios climáticos. As sementes podem ser armazenadas para safras seguintes, diminuindo assim, o custo investido na produção. Segundo Cecarelli et al. (1994), o ganho ambiental também é superior, uma vez que o uso de variedades crioulas, adaptadas localmente, mantém a diversidade genética das espécies, podendo servir de fonte para o melhoramento. A utilização da adubação verde, por sua vez, é uma prática promissora para manutenção da fertilidade do solo (ALCÂNTARA et al., 2000). Outros motivos citados por outros autores é a presença de um sistema radicular geralmente profundo e bem ramificado, proporcionando maior capacidade de extrair nutrientes de camadas mais profundas do solo. Além do papel de conservação e fertilização dos solos, produzem pólen e néctar, atraindo e abrigando inimigos naturais, com impactos positivos na proteção contra pragas e doenças (ALVES et al., 2004). Neste contexto, torna-se interessante o uso da consorciação, pois além da otimização da área de plantio, a cultura principal pode ser beneficiada pelo nitrogênio fixado pela leguminosa, seja pela excreção direta de compostos nitrogenados e pela decomposição dos nódulos e raízes, ou mais intensamente pelo corte da parte aérea da leguminosa que irá se decompor e liberar nutrientes durante o desenvolvimento da cultura principal (CASTRO et al., 2004). O sucesso técnico provindo do consórcio entre milho e adubos verdes deve seguir certos critérios, como a densidade correta e época de corte dos adubos verdes. Deve-se evitar a competição entre eles por meio de um manejo correto, melhorando assim a produtividade. Desse modo, no presente trabalho foram avaliadas as características agronômicas e o rendimento de sementes de milho crioulo em consórcio com Crotalária juncea e cunhã.
OBJETIVOS: analisar as complicações associadas ao diabetes tipo 2 em pacientes atendidos pelas Unidades de Saúde da Família. MÉTODOS: estudo realizado nas Unidades de Saúde da Família dos seis ...distritos sanitários de Recife, Pernambuco, Brasil, com uma amostra de 1374 prontuários de diabéticos cadastrados no Programa de Saúde da Família. As variáveis utilizadas foram: ocorrência de complicações macro e microvasculares, idade, sexo, anos de estudo, consumo de álcool, tabagismo, primeira e última glicemia registrada. RESULTADOS: observou-se uma freqüência de complicações mais elevada em mulheres (71,5%) quando comparada a dos homens (29,5%). Do total, 58,9% apresentava pelo menos uma complicação. As complicações macrovasculares corresponderam a 95,6%. A doença vascular periférica foi responsável por 92,1%, quando considerada como complicação única. Verificou-se associação entre a faixa etária de 66 anos a mais e complicações macrovasculares, com uma prevalência de 37,8%. As complicações microvasculares nas mulheres correspondem à metade daquelas encontradas para os homens (3,6 x 6,4), sendo significante esta diferença (p=0,04). O tabagismo mostrou-se associado a complicações microvasculares (p<0,001). CONCLUSÕES: os resultados apontam para necessidade de se reforçar, junto aos serviços básicos de saúde, medidas preconizadas pelo Ministério da Saúde, visando reduzir os fatores de risco e o impacto de suas complicações.
OBJECTIVES: to analyze the complications associated with type 2 diabetes in patients seen by Family Health Units. METHODS: a study was conducted of the Family Health Units of the six health districts of the city of Recife, State of Pernambuco, Brazil, with a sample of 1374 records of diabetic patients registered on the Family Health Program. The variables used were: the occurrence of macro-and microvascular complications, age, sex, years of schooling, alcohol consumption, smoking, first and last glucose recorded. RESULTS: there was a higher rate of complications in women (71.5%) compared to men (29.5%). Of the total, 58.9% had at least one complication. The macrovascular complications corresponded to 95.6%. The peripheral vascular disease was responsible for 92.1%, when considered as a single complication. There was an association between the age of 66 years or more and macrovascular complications, with a prevalence of 37.8%. Microvascular complications were half as common among women as among men (3.6 x 6.4) and this represents a statistically significant difference (p=0.04). Smoking was shown to be associated with microvascular complications (p<0001). CONCLUSIONS: the results point to a need to strengthen, alongside basic health services, measures recommended by the Health department, aiming to reduce risk factors and the impact of complications.
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Previous issue date: 2006-04-20
...Introduction: The aim of the present study was to estimate the anticatabolic effect of xanthine derivatives on skeletal muscle protein metabolism from septic rats by using microdialysis. Methods: Sepsis was induced by cecal ligation and puncture (CLP). After 3, 6 and 10 hours of surgery, male Wistar rats (~250g) were anesthetized with thionembutal sodium (50mg/Kg body weight i.p.) and placed on heating pads to maintain adequate temperature (37oC). Microdialysis probe was inserted in the anterior tibial muscle and an equilibration period of 30 minutes was allowed. After connecting the catheter inlet to a microinjection pump, the system was perfused with 0,5% bovine serum albumin, 50 μM tyrosine and 1 mmol/l glucose in isotonic saline at a rate of 1.0 μl/min. Samples of the skeletal muscle interstitial fluid and arterial plasma from carotid artery were collected after 90 minutes of experiment and tyrosine was measured by fluorescence. The interstitial tyrosine concentration was estimated from the dialysate concentration. To calibrate catheters in vivo the internal reference calibration technique was used. The muscle blood flow was estimated by ethanol technique. Overall proteolysis was investigated in extensor digitorus longus (EDL) muscles from sham-operated and 3-hour septic rats (~70g) incubated in the presence or not of IBMX (1mM). Results: In sham-operated and septic rats, skeletal muscle interstitial tyrosine levels (μM) were significantly higher than arterial plasma tyrosine. Three-hour septic rats showed a 33% decrease in muscle blood flow and a 128% increase in the concentration of tyrosine in skeletal muscle interstitial (235 ± 16, n=10), when compared to
sham-operated rats (95,5 ± 5,5, n=10). Interstitial (I) minus arterial (A) plasma tyrosine concentrations difference was also significantly increased after 3 hours of sepsis (117 ± 7 vs. 31 ± 6 in sham-operated, n=10). Pentoxifylline (PTX; 50mg/Kg body weigh, e.v.) treatment, during 1 hour immediately after CLP, reduced in 25% and 50% the interstitial tyrosine concentration and I-A difference, respectively. In situ isobutylmethylxanthine (IBMX; 1mM), but not PTX, reduced the interstitial tyrosine concentration (30-46%) and I-A difference (43-48%) in both groups. The increase of proteolysis induced by sepsis in EDL muscles was abolished by in vitro addition of IBMX (1mM). Conclusions: The data show that: (1) microdialysis is a perfectly adapted tool to investigate in vivo regulation of muscle protein metabolism during acute catabolic states; (2) the catabolic effect of sepsis on rat skeletal muscle protein metabolism in vivo can be observed 3 hours after CLP; (3) the xanthine derivatives reduce the muscle protein catabolism induced by sepsis in rats.
Objetivo: investigar o efeito anticatabólico dos derivados de xantinas no metabolismo de proteínas de ratos sépticos utilizando a técnica de microdiálise. Materiais e métodos: Ratos machos Wistar (~250g) foram anestesiados com tiopental (50mg/Kg, i.p.) e mantidos em mesa cirúrgica aquecida (37°C). A sepse foi induzida pela ligadura e punção do ceco (CLP) e os músculos estudados após 3, 6 e 10 horas da cirurgia. O cateter de microdiálise foi inserido no tibial anterior, o qual foi perfundido a um fluxo constante de 1,0μl/min com solução salina enriquecida com albumina bovina (0,5%), 50 μM de tirosina fria, 1 mmol/l de glicose e 14C-tirosina. A tirosina foi quantificada por fluorescência no dialisado, sangue arterial e solução de perfusão, após 90 minutos de microdiálise. O cateter foi calibrado in situ pela técnica da referencia interna. O Fluxo Sanguíneo Muscular (FSM) foi avaliado pela técnica do clearance de etanol. A proteólise foi quantificada no extensor digitorus longus (EDL) de ratos (~70g) sham ou sépticos por meio da liberação de tirosina in vitro. Resultados: A concentração intersticial de tirosina foi sempre maior que a concentração arterial. A sepse de 3 horas reduziu em 33% o FSM e aumentou em 127% a concentração intersticial de tirosina (235 ± 16, n=10) em relação ao sham (95 ± 5, n=10). A diferença I-A também foi maior no grupo séptico (117 ± 16 vs. 31 ± 6 no sham, n=10). A infusão sistêmica da pentoxifilina (PTX; 50mg/Kg, e.v.), durante a primeira hora pós-CLP, reduziu em 25% e 50% a concentração intersticial e a diferença I-A de tirosina, respectivamente. O tratamento in situ com isobutil-metil-xantina (IBMX; 1mM), mas não com PTX, reduziu a concentração intersticial (30-46%) e a diferença I-A (43-48%) de tirosina, em ambos os grupos. O aumento da proteólise muscular induzido pela sepse foi abolido pela ação in vitro da IBMX (1mM) que reduziu a proteólise em 41%. Conclusões: os resultados mostram que: (1) a microdiálise é uma técnica perfeitamente adaptada ao estudo do metabolismo de proteínas em situações catabólicas; (2) o modelo da CLP de 3 horas ativa o catabolismo de proteínas em músculos esqueléticos de ratos; (3) As ações sistêmicas, in situ e in vitro dos derivados de xantinas reduzem o catabolismo de proteínas em músculos de ratos sépticos.
Uma das mais importantes complicações crônicas do diabetes mellitus é o pé diabético. Por sua gravidade, pode levar a amputações de extremidades inferiores. Entretanto, por apresentar uma evolução ...lenta, permite o desenvolvimento de ações de prevenção e controle. A abrangência do Programa Saúde da Família, quanto a possibilidade de diagnóstico precoce tanto do diabetes como desta complicação favorece a condução de estudos epidemiológicos visando conhecer sua magnitude. Este artigo objetivou determinar a proporção de portadores de pé diabético atendidos nas unidades de saúde da família da cidade do Recife, Pernambuco, Brasil. Desenvolveu-se um levantamento epidemiológico, com amostra probabilística dos prontuários de pacientes com diabetes cadastrados nos seis distritos sanitários do município. Foram analisadas relações entre as variáveis sócio-econômicas, condições de saúde e ocorrência de amputação a partir de 1.374 prontuários. Observou-se uma prevalência de 9% de portadores de pé diabético. Encontrou-se associação positiva e estatisticamente significativa com as variáveis: alcoolismo e ocorrência de amputação (p < 0,001). A prevalência de amputações em extremidades inferiores foi de 25,6% dentre os portadores da complicação e de 2,3% do total da amostra.One of the most important chronic complications of diabetes mellitus is diabetic foot. Severe progression of diabetes can lead to lower limb amputations. However, since evolution of the disease is slow, it is possible to implement prevention and control measures. The scope of the Family Health Program (in terms of the possibility of early diagnosis of diabetes mellitus and diabetic foot) favors epidemiological studies to determine the problem's magnitude. This article aimed to identify the proportion of individuals with diabetic foot treated at family health units in the city of Recife, Pernambuco State, Brazil. An epidemiological survey was conducted with a probabilistic sample of medical charts of diabetic patients (N = 1,374) enrolled in six health districts in the city, analyzing relations between socioeconomic variables, health conditions, and the occurrence of amputation. Diabetic foot was observed in 9% of the sample. There was a positive and statistically significant association with the variables alcoholism and amputation (p < 0.001). The prevalence of lower limb amputations was 25.6% among individuals with complications and 2.3% of the total sample.
OBJETIVOS: analisar as complicações associadas ao diabetes tipo 2 em pacientes atendidos pelas Unidades de Saúde da Família. MÉTODOS: estudo realizado nas Unidades de Saúde da Família dos seis ...distritos sanitários de Recife, Pernambuco, Brasil, com uma amostra de 1374 prontuários de diabéticos cadastrados no Programa de Saúde da Família. As variáveis utilizadas foram: ocorrência de complicações macro e microvasculares, idade, sexo, anos de estudo, consumo de álcool, tabagismo, primeira e última glicemia registrada. RESULTADOS: observou-se uma freqüência de complicações mais elevada em mulheres (71,5%) quando comparada a dos homens (29,5%). Do total, 58,9% apresentava pelo menos uma complicação. As complicações macrovasculares corresponderam a 95,6%. A doença vascular periférica foi responsável por 92,1%, quando considerada como complicação única. Verificou-se associação entre a faixa etária de 66 anos a mais e complicações macrovasculares, com uma prevalência de 37,8%. As complicações microvasculares nas mulheres correspondem à metade daquelas encontradas para os homens (3,6 x 6,4), sendo significante esta diferença (p=0,04). O tabagismo mostrou-se associado a complicações microvasculares (p<0,001). CONCLUSÕES: os resultados apontam para necessidade de se reforçar, junto aos serviços básicos de saúde, medidas preconizadas pelo Ministério da Saúde, visando reduzir os fatores de risco e o impacto de suas complicações.OBJECTIVES: to analyze the complications associated with type 2 diabetes in patients seen by Family Health Units. METHODS: a study was conducted of the Family Health Units of the six health districts of the city of Recife, State of Pernambuco, Brazil, with a sample of 1374 records of diabetic patients registered on the Family Health Program. The variables used were: the occurrence of macro-and microvascular complications, age, sex, years of schooling, alcohol consumption, smoking, first and last glucose recorded. RESULTS: there was a higher rate of complications in women (71.5%) compared to men (29.5%). Of the total, 58.9% had at least one complication. The macrovascular complications corresponded to 95.6%. The peripheral vascular disease was responsible for 92.1%, when considered as a single complication. There was an association between the age of 66 years or more and macrovascular complications, with a prevalence of 37.8%. Microvascular complications were half as common among women as among men (3.6 x 6.4) and this represents a statistically significant difference (p=0.04). Smoking was shown to be associated with microvascular complications (p<0001). CONCLUSIONS: the results point to a need to strengthen, alongside basic health services, measures recommended by the Health department, aiming to reduce risk factors and the impact of complications.
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