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Vida sem carnosina: desenvolvimento e caracterização de um modelo de rato nocaute para estudo do papel fisiológico da carnosina e suas implicações para o exercício físico e metabolismo muscular

Processo: 14/11948-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de fevereiro de 2015 - 31 de janeiro de 2019
Área do conhecimento:Ciências da Saúde - Educação Física
Pesquisador responsável:Guilherme Giannini Artioli
Beneficiário:Guilherme Giannini Artioli
Instituição-sede: Escola de Educação Física e Esporte (EEFE). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Pesq. associados:Antonio Herbert Lancha Junior ; Bruno Gualano ; Edilamar Menezes de Oliveira ; Julio Cesar Batista Ferreira ; Patricia Chakur Brum
Assunto(s):Carnosina  Exercício físico  Antioxidantes 

Resumo

A carnosina (²-alanil-L-histidina) é um dipeptídeo presente em abundância nos músculos esquelético, cardíaco, e em tecidos excitáveis como o cérebro. A despeito de suas elevadas concentrações intrateciduais, as funções fisiológicas desempenhadas pela carnosina e seus análogos metilados ainda são pouco compreendidas. Evidências indicam que a carnosina é um importante tampão de ácidos produzidos durante o esforço físico intenso, fato corroborado pela melhora de performance observada em exercícios de alta intensidade após um período de suplementação de ²-alanina. Atribui-se à carnosina outras funções, como aumento da sensibilidade ao cálcio do aparato contrátil e proteção contra o estresse oxidativo. Neste projeto, propomos a criação de um modelo de ratos nocautes para o gene que sintetiza carnosina nos tecidos (CARNS1), deixando-os constitutivamente livre de carnosina e anserina, para assim avaliarmos as funções desses dipeptídeos sobre a fisiologia muscular esquelética e cardíaca, bem como sua participação durante o exercício e nas respostas ao treinamento. Os animais nocautes serão produzidos por empresa terceirizada e, tão logo a colônia seja estabelecida em nosso laboratório, 5 estudos serão conduzidos. Ressalta-se que o estabelecimento dessa colônia abre a possibilidade de uma linha de pesquisa nova na Instituição sede, e que inúmeros outros estudos, além dos 5 propostos, podem ser executados. No entanto, para manter o projeto factível em relação a prazos e custos, propormos apenas os 5 estudos agora apresentados: 1) avaliar o impacto da ausência de carnosina/anserina sobre as propriedades contráteis do músculo isolado, sobre a morfologia, capacidade tamponante, expressão de genes do metabolismo de carnosina, expressão e fosforilação de proteínas envolvidas no manuseio do cálcio e respostas fisiológicas à contração até exaustão; 2) avaliar o impacto da ausência de carnosina/anserina na tolerância ao exercício de alta intensidade, bem como nas respostas fisiológicas do músculo esquelético ao exercício intenso, incluindo lactato e pH sanguíneos, lactato e pH musculares, glicogênio e atividade de enzimas-chave do metabolismo muscular; 3) impacto da ausência de carnosina/anserina sobre a capacidade antioxidante (não-enzimática) total do músculo esquelético, bem como proteção ao dano oxidativo induzido pelo treinamento físico aeróbio de alto volume, com medidas que incluem produtos avançados da glicação, marcadores de dano celular e grupos carbonila ligados a proteínas; 4) impacto da ausência de carnosina/anserina sobre a função contrátil ventricular (medida in-vivo e ex-vivo) e do miocárdio (medida in-vitro), bem como sobre o transiente de cálcio no miocárdio; 5) avaliar se a suplementação de carnosina é capaz de repletar o conteúdo de carnosina/anserina nos músculos esquelético e cardíaco, assim como verificar se essa repleção é acompanhada de reganho de função, avaliando os mesmos parâmetros já descritos nos estudos anteriores. Em todos os estudos, o grupo de animais nocaute será comparado com animais selvagens de peso e idade semelhantes. (AU)

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