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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)

Publicações científicas (13)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
GONCALVES, LIVIA DE SOUZA; FRANCHI, MARIANA; MATHOR, MONICA B.; LUGAO, ADEMAR B.; CARVALHO, VICTOR H.; MEDEIROS, MARISA H. G.; ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI; VARCA, GUSTAVO H. C. The molecular structure of beta-alanine is resistant to sterilising doses of gamma radiation. PLoS One, v. 14, n. 1 JAN 15 2019. Citações Web of Science: 0.
ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI; SALE, CRAIG; JONES, REBECCA LOUISE. Carnosine in health and disease. European Journal of Sport Science, v. 19, n. 1, SI, p. 30-39, JAN 2 2019. Citações Web of Science: 0.
DA SILVA, RAFAEL PIRES; DE OLIVEIRA, LUANA FARIAS; SAUNDERS, BRYAN; KRATZ, CAROLINE DE ANDRADE; PAINELLI, VITOR DE SALLES; SILVA, VINICIUS DA EIRA; BOUZAS MARINS, JOAO CARLOS; FRANCHINI, EMERSON; GUALANO, BRUNO; ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI. Effects of -alanine and sodium bicarbonate supplementation on the estimated energy system contribution during high-intensity intermittent exercise. Amino Acids, v. 51, n. 1, p. 83-96, JAN 2019. Citações Web of Science: 0.
DE OLIVEIRA, LUANA FARIAS; SAUNDERS, BRYAN; ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI. Is Bypassing the Stomach a Means to Optimize Sodium Bicarbonate Supplementation? A Case Study With a Postbariatric Surgery Individual. INTERNATIONAL JOURNAL OF SPORT NUTRITION AND EXERCISE METABOLISM, v. 28, n. 6, p. 660-663, NOV 2018. Citações Web of Science: 0.
PAINELLI, VITOR DE SALLES; NEMEZIO, KLEINER MARCIO; PINTO, ANA JESSICA; FRANCHI, MARIANA; ANDRADE, ISABEL; RIANI, LUIZ AUGUSTO; SAUNDERS, BRYAN; SALE, CRAIG; HARRIS, ROGER CHARLES; GUALANO, BRUNO; ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI. High-Intensity Interval Training Augments Muscle Carnosine in the Absence of Dietary Beta-alanine Intake. MEDICINE AND SCIENCE IN SPORTS AND EXERCISE, v. 50, n. 11, p. 2242-2252, NOV 2018. Citações Web of Science: 1.
CARVALHO, VICTOR H.; OLIVEIRA, ANA H. S.; DE OLIVEIRA, LUANA F.; DA SILVA, RAFAEL P.; DI MASCIO, PAOLO; GUALANO, BRUNO; ARTIOLI, GUILHERME G.; MEDEIROS, MARISA H. G. Exercise and beta-alanine supplementation on carnosine-acrolein adduct in skeletal muscle. REDOX BIOLOGY, v. 18, p. 222-228, SEP 2018. Citações Web of Science: 2.
OLIVEIRA, L. F.; DE SALLES PAINELLI, V.; NEMEZIO, K.; GONCALVES, L. S.; YAMAGUCHI, G.; SAUNDERS, B.; GUALANO, B.; ARTIOLI, G. G. Chronic lactate supplementation does not improve blood buffering capacity and repeated high-intensity exercise. SCANDINAVIAN JOURNAL OF MEDICINE & SCIENCE IN SPORTS, v. 27, n. 11, p. 1231-1239, NOV 2017. Citações Web of Science: 3.
SAUNDERS, B.; DE OLIVEIRA, L. F.; DA SILVA, R. P.; DE SALLES PAINELLI, V.; GONCALVES, L. S.; YAMAGUCHI, G.; MUTTI, T.; MACIEL, E.; ROSCHEL, H.; ARTIOLI, G. G.; GUALANO, B. Placebo in sports nutrition: a proof-of-principle study involving caffeine supplementation. SCANDINAVIAN JOURNAL OF MEDICINE & SCIENCE IN SPORTS, v. 27, n. 11, p. 1240-1247, NOV 2017. Citações Web of Science: 18.
SAUNDERS, BRYAN; PAINELLI, VITOR DE SALLES; DE OLIVEIRA, LUANA FARIAS; SILVA, VINICIUS DA EIRA; DA SILVA, RAFAEL PIRES; RIANI, LUIZ; FRANCHI, MARIANA; GONCALVES, LIVIA DE SOUZA; HARRIS, ROGER CHARLES; ROSCHEL, HAMILTON; ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI; SALE, CRAIG; GUALANO, BRUNO. Twenty-four Weeks of beta-Alanine Supplementation on Carnosine Content, Related Genes, and Exercise. MEDICINE AND SCIENCE IN SPORTS AND EXERCISE, v. 49, n. 5, p. 896-906, MAY 2017. Citações Web of Science: 16.
KRATZ, CAROLINE DE ANDRADE; PAINELLI, VITOR DE SALLES; DE ANDRADE NEMEZIO, KLEINER MARCIO; DA SILVA, RAFAEL PIRES; FRANCHINI, EMERSON; ZAGATTO, ALESSANDRO MOURA; GUALANO, BRUNO; ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI. Beta-alanine supplementation enhances judo-related performance in highly-trained athletes. JOURNAL OF SCIENCE AND MEDICINE IN SPORT, v. 20, n. 4, p. 403-408, APR 2017. Citações Web of Science: 4.
SAUNDERS, BRYAN; ELLIOTT-SALE, KIRSTY; ARTIOLI, GUILHERME G.; SWINTON, PAUL A.; DOLAN, EIMEAR; ROSCHEL, HAMILTON; SALE, CRAIG; GUALANO, BRUNO. beta-alanine supplementation to improve exercise capacity and performance: a systematic review and meta-analysis. BRITISH JOURNAL OF SPORTS MEDICINE, v. 51, n. 8, p. 658+, APR 2017. Citações Web of Science: 33.
DE ARAUJO DIAS, GABRIELA FROIO; SILVA, VINICIUS DA EIRA; PAINELLI, VITOR DE SALLES; SALE, CRAIG; ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI; GUALANO, BRUNO; SAUNDERS, BRYAN. (In) Consistencies in Responses to Sodium Bicarbonate Supplementation: A Randomised, Repeated Measures, Counterbalanced and Double-Blind Study. PLoS One, v. 10, n. 11 NOV 17 2015. Citações Web of Science: 11.
LANCHA JUNIOR, ANTONIO HERBERT; PAINELLI, VITOR DE SALLES; SAUNDERS, BRYAN; ARTIOLI, GUILHERME GIANNINI. Nutritional Strategies to Modulate Intracellular and Extracellular Buffering Capacity During High-Intensity Exercise. SPORTS MEDICINE, v. 45, n. 1, p. S71-S81, NOV 2015. Citações Web of Science: 15.

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