Biomedical role of L-carnitine in several organ systems, cellular tissues, and COVID-19 / Papel biomédico da L-carnitina em vários sistemas de órgãos, tecidos celulares e COVID-19

Carnitine is a conditionally necessary vitamin that aids in energy creation and fatty acid metabolism. Its bioavailability is higher in vegetarians than in meat-eaters. Deficits in carnitine transporters occur because of genetic mutations or in conjunction with other illnesses. Carnitine shortage can arise in health issues and diseases­including hypoglycaemia, heart disease, starvation, cirrhosis, and ageing­because of abnormalities in carnitine control. The physiologically active form of L-carnitine supports immunological function in diabetic patients. Carnitine has been demonstrated to be effective in the treatment of Alzheimer's disease, several painful neuropathies, and other conditions. It has been used as a dietary supplement for the treatment of heart disease, and it also aids in the treatment of obesity and reduces blood glucose levels. Therefore, L-carnitine shows the potential to eliminate the influences of fatigue in COVID-19, and its consumption is recommended in future clinical trials to estimate its efficacy and safety. This review focused on carnitine and its effect on tissues, covering the biosynthesis, metabolism, bioavailability, biological actions, and its effects on various body systems and COVID-19.

A carnitina é uma vitamina condicionalmente necessária que auxilia na geração de energia e no metabolismo de ácidos graxos. Sua biodisponibilidade é maior em vegetarianos do que em carnívoros. Déficits nos transportadores de carnitina ocorrem devido a mutações genéticas ou em conjunto com outras doenças. A escassez de carnitina pode surgir em problemas de saúde e doenças ­ incluindo hipoglicemia, doenças cardíacas, fome, cirrose e envelhecimento ­ devido a anormalidades no controle da carnitina. A forma fisiologicamente ativa da L-carnitina suporta a função imunológica em pacientes diabéticos. A carnitina demonstrou ser eficaz no tratamento da doença de Alzheimer, várias neuropatias dolorosas e outras condições. Tem sido utilizado como suplemento dietético para o tratamento de doenças cardíacas, também auxilia no tratamento da obesidade e reduz os níveis de glicose no sangue. Portanto, a L-carnitina mostra potencial para eliminar as influências da fadiga na COVID-19 e seu consumo é recomendado em futuros ensaios clínicos para estimar sua eficácia e segurança. Esta revisão enfocou a carnitina e seu efeito nos tecidos, abrangendo a biossíntese, metabolismo, biodisponibilidade, ações biológicas e seus efeitos em vários sistemas corporais e COVID-19.

Protective effect of L-carnitine on myocardial injury in rats with heatstroke

Purpose: To investigate the protective effect of L-carnitine on myocardial injury in rats with heatstroke. Methods: orty-eight rats were randomly divided into control, heatstroke and 25, 50 and 100 mg/kg L-carnitine groups. The last three groups were treated with 25, 50 and 100 mg/kg L-carnitine, respectively, for seven successive days. Then, except for the control group, the other four groups were transferred into the environment with ambient temperature of (39.5 ± 0.4 °C) and relative humidity of (13.5 ± 2.1%) for 2 h. The core temperature (Tc), mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR) and serum and myocardial indexes were detected. Results: Compared with the heatstroke group, in the 100 mg/kg L-carnitine group, the Tc was significantly decreased, the MAP and HR were significantly increased, the serum creatine kinase, lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase, aspartate aminotransferase, tumor necrosis factor and interleukin 1 levels were significantly decreased, the myocardial superoxide dismutase and glutathione peroxidase levels were significantly increased, the myocardial malondialdehyde level was significantly decreased and the cardiomyocyte apoptosis index and myocardial caspase-3 protein expression level were remarkably decreased (p 0.05). Conclusions: The L-carnitine pretreatment can alleviate the myocardial injury in heatstroke rats through reducing the inflammatory response, oxidative stress and cardiomyocyte apoptosis.(AU)

Efeito da gama-orizanol e L-carnitina sob parâmetros corporais, de performance e laboratoriais em equinos quarto-de-milha praticantes de três tambores / Gamma-orizanol and L-carnitine effect under body, performance and laboratory parameters in barrel racing competitors American quarter horses

Os animais da raça quarto de milha são conhecidos por serem usados em diversas práticas e atividades, devido à sua alta ve-locidade. A constante busca pela melhora no ganho de massa muscular e recuperação em equinos, principalmente atletas, im-pulsiona as pesquisas para suplementos sem efeitos colaterais. O objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros clínicos e laborato-riais em animais dessa raça, suplementados com gama-orizanol e L-carnitina antes e após a execução da prova de três tambores. Esses equinos puros de origem recebiam 200 mililitros (ml) do suplemento Energy Horse® como suplementação alimentar mis-turados à ração para os estabulados, e via oral para os animais de piquete. Executaram o percurso de uma prova de tambor em pista de tamanho oficial em 3 momentos do experimento: dia 0, dia 30 e dia 60 após o tratamento. Os animais foram clinicamente exa-minados antes e após os exercícios (coloração de mucosas ocular e oral; frequência cardíaca; frequência respiratória; e motilidade intestinal), além da pesagem e coleta de sangue para dosagem de colesterol total, proteína total, aspartato aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT), gama glutamil transpeptidase (GGT), fosfatase alcalina (FA), creatinoquinase (CK) e glicose.

The American quarter horses are known by their uses in various activities, due to their high resistance and speed. The constant search for improvement in muscle mass gain and recovery in horses, mainly athletes, drives research for supplements without side effects. The objective of the present study was to evaluate clinical and laboratory parameters in these animals supplemented with gamma-orizanol and L-carnitine, before and after the execution of the barrel racing. These pure horses would receive 200 milliliters (ml) from the Energy Horse® supplement as a feed supply for animals in stable and oral feed for picket animals. The course of a race on an official track was performed in three moments of the experiment: day 0, day 30 and day 60 after treatment. Animals were clinically examined before and after exercise, in addition to heart rate, total part, total protein, aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), gamma glutamyl transpeptidase (GGT), alkaline phosphatase (ALP), creatine kinase (CK) and glucose.

Efeito da gama-orizanol e L-carnitina sob parâmetros corporais, de performance e laboratoriais em equinos quarto-de-milha praticantes de três tambores / Gamma-orizanol and L-carnitine effect under body, performance and laboratory parameters in barrel racing competitors American quarter horses

Os animais da raça quarto de milha são conhecidos por serem usados em diversas práticas e atividades, devido à sua alta ve-locidade. A constante busca pela melhora no ganho de massa muscular e recuperação em equinos, principalmente atletas, im-pulsiona as pesquisas para suplementos sem efeitos colaterais. O objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros clínicos e laborato-riais em animais dessa raça, suplementados com gama-orizanol e L-carnitina antes e após a execução da prova de três tambores. Esses equinos puros de origem recebiam 200 mililitros (ml) do suplemento Energy Horse® como suplementação alimentar mis-turados à ração para os estabulados, e via oral para os animais de piquete. Executaram o percurso de uma prova de tambor em pista de tamanho oficial em 3 momentos do experimento: dia 0, dia 30 e dia 60 após o tratamento. Os animais foram clinicamente exa-minados antes e após os exercícios (coloração de mucosas ocular e oral; frequência cardíaca; frequência respiratória; e motilidade intestinal), além da pesagem e coleta de sangue para dosagem de colesterol total, proteína total, aspartato aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT), gama glutamil transpeptidase (GGT), fosfatase alcalina (FA), creatinoquinase (CK) e glicose.(AU)

The American quarter horses are known by their uses in various activities, due to their high resistance and speed. The constant search for improvement in muscle mass gain and recovery in horses, mainly athletes, drives research for supplements without side effects. The objective of the present study was to evaluate clinical and laboratory parameters in these animals supplemented with gamma-orizanol and L-carnitine, before and after the execution of the barrel racing. These pure horses would receive 200 milliliters (ml) from the Energy Horse® supplement as a feed supply for animals in stable and oral feed for picket animals. The course of a race on an official track was performed in three moments of the experiment: day 0, day 30 and day 60 after treatment. Animals were clinically examined before and after exercise, in addition to heart rate, total part, total protein, aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), gamma glutamyl transpeptidase (GGT), alkaline phosphatase (ALP), creatine kinase (CK) and glucose.(AU)

The role of L-carnitine during oocyte in vitro maturation: essential co-factor?

In vitro maturation (IVM) of oocytes is a promising technology for both the treatment of human infertility and in animal production as a means of improving genetic gain. However, IVM derived oocytes remain inferior to those matured in vivo with reduced developmental potential. The environment in which an oocyte matures in vitro is vastly different to in vivo where maturation takes place within the ovarian follicle. The in vitro environment differs in oxygen concentration, exposure to light, and metabolite composition of culture media vs. follicle fluid, to name a few. Human follicle fluid contains the metabolite L-carnitine and has shown to be associated with human fertility. L-carnitine has known biological functions as an essential co-factor for beta-oxidation, regulating ATP production from lipids, and as a potent antioxidant. Importantly, it appears that cumulus cells and the oocyte lack the machinery to synthesize L-carnitinede novo. The inability for local production of L-carnitine during IVM and its importance in human fertility warrants investigation of its affects during IVM. The potential to improve oocyte quality by inclusion of L-carnitine in the culture media thus increasing the capacity for beta-oxidation and/or antioxidant activity of the culture media is receiving increased attention. This review Summarizes studies to date investigating the developmental importance of L-carnitine during IVM and the mechanisms by which improved developmental potential is elicited. Overall, the inclusion of L-carnitine during IVM of several species results in improved oocyte quality with increased development to blastocyst. This is likely due to the antioxidant capacity of L-carnitine and its ability to increase ATP production from intracellular lipid stores.

The role of L-carnitine during oocyte in vitro maturation: essential co-factor?

In vitro maturation (IVM) of oocytes is a promising technology for both the treatment of human infertility and in animal production as a means of improving genetic gain. However, IVM derived oocytes remain inferior to those matured in vivo with reduced developmental potential. The environment in which an oocyte matures in vitro is vastly different to in vivo where maturation takes place within the ovarian follicle. The in vitro environment differs in oxygen concentration, exposure to light, and metabolite composition of culture media vs. follicle fluid, to name a few. Human follicle fluid contains the metabolite L-carnitine and has shown to be associated with human fertility. L-carnitine has known biological functions as an essential co-factor for beta-oxidation, regulating ATP production from lipids, and as a potent antioxidant. Importantly, it appears that cumulus cells and the oocyte lack the machinery to synthesize L-carnitinede novo. The inability for local production of L-carnitine during IVM and its importance in human fertility warrants investigation of its affects during IVM. The potential to improve oocyte quality by inclusion of L-carnitine in the culture media thus increasing the capacity for beta-oxidation and/or antioxidant activity of the culture media is receiving increased attention. This review Summarizes studies to date investigating the developmental importance of L-carnitine during IVM and the mechanisms by which improved developmental potential is elicited. Overall, the inclusion of L-carnitine during IVM of several species results in improved oocyte quality with increased development to blastocyst. This is likely due to the antioxidant capacity of L-carnitine and its ability to increase ATP production from intracellular lipid stores.(AU)

L-carnitine has a protective effect on the colonic mucosa during abdominopelvic radiotherapy in rats

PURPOSE: To evaluate histopathologically the radioprotective effect of L-carnitine on the colonic mucosa in rats undergoing abdominopelvic irradiation. METHODS: Thirty-two rats were randomly assigned to four experimental groups: intraperitoneal administration of normal saline (group 1) or L-carnitine (300 mL/kg; group 2), followed in groups 3 and 4, respectively, by one dose of abdominopelvic radiation (20 Gy) 30 min later. Rats were sacrificed 5 days after radiation, and their descending colons were resected for histopathological evaluation of the presence and severity of damage. RESULTS: Average damage scores did not differ significantly between groups 1 and 2 (0.13 ± 0.35 and 0.25 ± 0.46, respectively); the group 3 score was highest (10.25 ± 0.71), and the group 4 score (3.63 ± 1.41) was significantly lower than that of group 3 (both p = 0.0001). Pre-radiation L-carnitine administration significantly reduced mucosal thinning, crypt distortion, reactive atypia, inflammation, cryptitis, and reactive lymph-node hyperplasia (all p 0.01). CONCLUSIONS: L-carnitine had a radioprotective effect on rat colonic mucosa. L-carnitine use should be explored for patients with gastrointestinal cancer, who have reduced serum L-carnitine levels.(AU)

Carcass traits and immune response of broiler chickens fed dietary l-carnitine, coenzyme Q10 and ractopamine

This study was conducted to evaluate the effects of coenzyme Q10, L-carnitine and ractopamine supplementation, alone and in combinations, on carcass traits and immune response of broiler chickens. Five hundred and twelve one-day-old Ross 308 male broiler chickens were randomly allocated into eight treatments with four replicates each. A 2×2×2 factorial arrangement was applied, with two levels of coenzyme Q10 (0 and 40 mg/kg), two levels of L-carnitine (0 and 200 mg/kg) and two levels of ractopamine (0 and 10 mg/kg). The birds were reared until day 42 of age under standard conditions. Blood samples were collected at the end of grower and finisher periods from the wing vein. Four birds per group were sacrificed at day 42 of age. Except for carcass yield, other carcass traits were not significantly affected (p>0.05) by different levels of coenzyme Q10, L-carnitine, or ractopamine. Immune response parameters were significantly (p 0.05) different between the treatments. The lowest antibody titers against Newcastle disease virus and relative spleen weight were observed in control group. The results of this study suggest that addition of coenzyme Q10 and L-carnitine to broiler diets has benefit effect on immune response of broiler chickens.

Carcass traits and immune response of broiler chickens fed dietary l-carnitine, coenzyme Q10 and ractopamine

This study was conducted to evaluate the effects of coenzyme Q10, L-carnitine and ractopamine supplementation, alone and in combinations, on carcass traits and immune response of broiler chickens. Five hundred and twelve one-day-old Ross 308 male broiler chickens were randomly allocated into eight treatments with four replicates each. A 2×2×2 factorial arrangement was applied, with two levels of coenzyme Q10 (0 and 40 mg/kg), two levels of L-carnitine (0 and 200 mg/kg) and two levels of ractopamine (0 and 10 mg/kg). The birds were reared until day 42 of age under standard conditions. Blood samples were collected at the end of grower and finisher periods from the wing vein. Four birds per group were sacrificed at day 42 of age. Except for carcass yield, other carcass traits were not significantly affected (p>0.05) by different levels of coenzyme Q10, L-carnitine, or ractopamine. Immune response parameters were significantly (p 0.05) different between the treatments. The lowest antibody titers against Newcastle disease virus and relative spleen weight were observed in control group. The results of this study suggest that addition of coenzyme Q10 and L-carnitine to broiler diets has benefit effect on immune response of broiler chickens.(AU)

Effects of chito-oligosaccharides and L-carnitine supplementation in diets for Japanese quails on performance, carcass traits and some blood parameters / Efeitos da chito-oligossacarídeos e suplementação de L-carnitina em dietas para codornas Japonesas sobre o desempenho, características de carcaça e de alguns parâmetros sanguíneos

The aim of this study was to determine effects of dietary supplementation with chitosanoligosaccharides (COS) and L-carnitine, individually or dually, on growth performance, carcass traits and some blood serum parameters in quails. A total of 192, four days old, Japanese quail chicks were allotted four groups, each of which included four replicates (12 birds per replicate). The groups received the same basal diet supplemented with 0 (Control), 150mg/kg chitosanoligosaccharides (COS), 150mg/kg L-carnitine (Carnitine), and 150 mg/kg chitosanoligosaccharides+150 mg/kg L-carnitine (COS+Car.) during the starter (1 to 21 days) and a grower (22 to 42 days) period. The feeding trial shoved that COS, L-carnitine and COS+L-carnitine had no significant effect on live weight, live weight gain, feed consumption and feed conversion. Supplementation with COS+L-carnitine induced higher leg ratio from than that of the Control. There were no differences on serum albumin, total protein, glucose and total cholesterol concentrations. It is concluded that due to the obtained higher leg ratio from COS+Car. group, after analysis of the profit and loss, if is economically profitable, chitosanoligosaccharides+L-carnitine could be added quail diets.(AU)

O estudo objetivou determinar os efeitos da suplementação com chito-oligossacarídeos (COS) e L-carnitina, individualmente ou em conjunto, sobre o desempenho, características de carcaça e alguns parâmetros sanguíneos em codornas. Um total de 192 codornas japonesas, com quatro dias de vida foi separado em quatro grupos, cada grupo com quatro repetições (12 aves por repetição). Os grupos receberam a mesma dieta basal suplementada com 0 (Controle), 150mg/kg chito-oligossacarídeos (COS), 150mg/kg L-carnitina (Carnitina), e 150mg/kg chito-oligossacarídeos +150 mg/kg L-carnitina (COS+Car.) durante o período inicial (1 a 21 dias) e de crescimento (22 a 42 dias). A fase de alimentação mostrou que COS, L-carnitina e COS+L-carnitina não tiveram efeito significativo no peso vivo, ganho de peso vivo, consumo de alimento e conversão de alimento. A suplementação com COS+L-carnitina induziu proporção de perna maior que o Controle. Não houve diferenças na concentração de albumina sérica, proteína total, glicose e colesterol total. Conclui-se que devido à proporção maior de perna obtida para o grupo COS+Car., após análise de perda e ganho, se for economicamente viável chito-oligossacarídeos+L-carnitina pode ser adicionado à dieta de codornas.(AU)

DELIPIDAÇÃO QUÍMICA NA PRODUÇÃO IN VITRO E CRIOPRESERVAÇÃO DE EMBRIÕES BOVINOS

A delipidação química tem sido utilizada como alternativa para a melhoria da criotolerância em embriões produzidos in vitro (PIV). Este estudo foi realizado objetivando avaliar o efeito da L-carnitina (LC) sobre o desenvolvimento e a sobrevivência de embriões bovinos PIV vitrificados pelo método Cryotop no primeiro ensaio, e no segundo ensaio o efeito comparado da LC e Forskolin em embriões criopreservados por Cryotop (Experimento 1), ou por congelamento lento modificado (Experimento 2). Para isto foram avaliadas a atividade mitocondrial, o conteúdo de lipídeos intracitoplasmático (LI), a apoptose celular e a eclosão após o aquecimento. No primeiro ensaio a LC foi utilizada na concentração de 0,6 mg/mL no meio para maturação (MIV), cultivo (CIV) e/ou recultivo embrionário (REC), em quatro tratamentos: sem LC (Controle), LC adicionado ao CIV (LCiv), LC ao CIV+LC ao REC (LCivR), e LC ao MIV/CIV+ LC ao REC (LMivCR). A adição de LC aumentou (P <0,05) a produção de blastocistos em D7 em 28,6% (LCiv), a quantidade de embriões grau I em 36,9% (LCivR), a taxa de re-expansão em 22,7%, a eclosão em 20,1% (LCiv) e a atividade mitocondrial foi 1,9 vezes maior (P <0,001) (LCivR) em relação ao Controle. A quantidade LI foi 29% menor em LCiv e LCivR e 50,2% em LMivCR comparado Controle (P <0,001). No segundo ensaio os embriões foram cultivados sem adição de delipidadores (Controle), na presença de 10M de Forskolin adicionado ao CIV no D5 (FORSK) ou L-carnitina (0,6 mg/mL) adicionada ao CIV e ao recultivo (LC). A suplementação com LC aumentou a produção de blastocistos em D7 em 22,0% e de embriões grau I em 30,1% (P <0,05), em relação ao Controle e ao FORSK. No Experimento 1 a taxa de re-expansão no LC aumentou (P <0,05) 28,9% em relação ao FORSK. No Experimento 2 foram utilizados dois tratamentos Controle para congelamento lento (Clássico e Modificado). A eclosão após 48 horas foi maior (P < 0,05) no LC em comparação ao FORSK e aos Controles Clássico e Modificado (77,5%, 41,9%, 40,5%, 40,8% respectivamente). No tratamento LC foi observada diminuição (P < 0,05) de 64,7% na taxa de embriões degenerados em relação ao Controle Clássico. O tratamento com delipidadores reduziu o conteúdo de LI (P < 0,001) em 2,2 vezes em FORSK e quatro vezes no LC comparados ao Controle. A adição de 0,6 mg/mL de L-carnitina aos meios de cultivo e recultivo aumentou a taxa de produção in vitro de embriões bovinos atuando positivamente sobre a atividade mitocondrial, reduzindo a quantidade de lipídeos intracelulares e a apoptose e aumentando a criotolerância dos embriões submetidos ao protocolo de congelamento lento modificado.

Chemical delipidation has been used as an alternative to improve the cryotolerance of in vitro produced embryos (IVP). The aim of this study was evaluate the effect of L-carnitine (LC) on the development and survival of vitrified IVP bovine embryos by the Cryotop method in the first assay, and in the second trial the effect of LC and Forskolin on Cryotop cryopreserved embryos Experiment 1), or by modified slow freezing (Experiment 2), so mitochondrial activity, intracytoplasmic lipid (LI) content, cellular apoptosis (NCA) and hatching after heating were evaluated. In the first essay LC was used at the concentration of 0,6 mg/mL in maturation culture medium (IVM), embryo culture (IVC) and / or post-thawing (REC), in four treatments: without LC (Control), LC added to CIV (LCiv), LC to CIV + LC to REC (LCivR), and LC to MIV / CIV + LC to REC (LMivCR). The addition of LC increased the production of blastocysts in D7 by 28.6% (LCiv) and the amount of embryos grade I by 36.9% (LCivR), the re-expansion rate in 22,7% and hatching in 20.1% (LCiv), and mitochondrial activity was 1.9 times higher (P <0.001) (LCivR) than Control. The LI quantity was 29% lower in LCiv and LCivR and 50.2% in LMivCR compared Control (P <0.001). In the second experiment the embryos were cultured without addition of delipidators (Control), in the presence of 10M of Forskolin added to the IVC in D5 (FORSK) or L-carnitine (0.6 mg / mL) added to the IVC and in post-thawing (LC). LC supplementation increased the production of blastocysts in D7 by 22.0% and grade I embryos by 30.1% (P <0.05), in relation to Control and FORSK. In Experiment 1, the re-expansion rate in LC increased (P <0.05) 28.9% in relation to FORSK. In Experiment 2, two Control treatments were used for slow freezing (Classic and Modified). Hatching after 48 hours was greater (P <0.05) in LC compared to FORSK and Classical and Modified Controls (77.5%, 41.9%, 40.5%, 40.8% respectively). In the LC treatment, there was a decrease (P <0.05) of 64.7% in the degenerate embryo rate in relation to the Classical Control. Treatment with delipidators reduced LI content (P <0.001) by 2.2 fold in FORSK and four times in the LC compared to Control. The addition of 0.6 mg / mL of L-carnitine to the culture medium and the post-thawing increased the rate of in vitro production of bovine embryos acting positively on mitochondrial potential, reducing the amount of intracellular lipids and cellular apoptosis and increasing cryotolerance of embryos submitted to the modified slow freezing protocol.

"ESTUDO META-ANALÍTICO DE MODULADORES NUTRICIONAIS PARA PORCAS GESTANTES E LACTANTES"

Com o aumento da produtividade e da demanda nutricional pela fêmea suína, o uso de moduladores L-carnitina, L-arginina, cromo, somatotropina e ractopamina tem sido uma alternativa para melhorar os índices produtivos. Entretanto, a variabilidade nas informações e a complexidade dos estudos envolvendo o tema exige uma abordagem mais sistêmica. Objetivou-se por meio desta meta-análise determinar o efeito do uso de moduladores nutricionais no desempenho reprodutivo e das leitegadas de porcas em gestação e lactação. A base de dados utilizada incluiu 83 artigos publicados entre os anos de 1989 e 2017, totalizando 22.608 porcas em 534 tratamentos. Critérios foram estabelecidos para a seleção dos artigos: uso de moduladores nutricionais: L-carnitina, L-arginina, cromo, somatotropina e ractopamina; conter as variáveis corporais e reprodutivas de porcas gestantes e lactantes. A meta-análise envolveu as análises de heterogeneidade, gráfica, correlação, variância e de resíduos. Não houve correlação (P>0,05) entre o uso de moduladores nutricionais e as variáveis corporais das porcas. No estudo de correlações verificou-se que a suplementação com L-carnitina, L-arginina e cromo aumentam (>0,450; P<0,05) o peso do leitão ao nascer e número de leitões nascidos vivos e o peso dos leitões ao nascer. Já o uso de somatotropina aumenta o número de leitões desmamados (0,985; P<0,01). Não houve diferença significativa (P>0,05) entre as médias dos grupos dos tratamentos com L-carnitina, cromo, e somatotropina para o consumo de ração e condição corporal das porcas. O uso de ractopamina aumentou em 3,41 % (P<0,05) a espessura de toucinho ao parto. A suplementação com L-carnitina e cromo aumentaram em 2,30 % e 4,73 % (P<0,05) o número de leitões nascidos vivos, respectivamente. O uso da L-carnitina, arginina e somatotropina proporcionaram, em média, leitões mais pesados ao nascer em relação ao controle (1,48 vs. 1,43kg; P<0,05). A administração da somatotropina aumentou em 9,01 % (P<0,05) o número de leitões desmamados em relação ao controle. Os estudos sobre o uso de moduladores nutricionais encontrados na literatura são pouco explorados quanto a condição corporal e nutricional, o que impossibilita conclusões sobre o uso adequado destes aditivos para ajustes nutricionais em porcas gestantes e lactantes. Entretanto, os moduladores nutricionais L-carnitina, L-arginina, cromo e somatotropina podem melhorar o desempenho produtivo das porcas e de suas leitegadas.

The increase in productivity and nutritional demand by sows, the use of modulators L-carnitine, L-arginine, chromium, somatotropin and ractopamine has been an alternative to improve the productive indexes. However, the variability in information and the complexity of studies involving the subject requires a more systemic approach. The objective of this meta-analysis was to determine the effect of the use of nutritional modulators on the reproductive performance and litter of sows in gestation and lactation. The database used included 83 articles published between 1989 and 2017, totaling 22,608 sows in 534 treatments. Criteria were established for the selection of articles: use of nutritional modulators: L-carnitine, L-arginine, chromium, somatotropin and ractopamine; contain the body and reproductive variables of pregnant and lactating sows. The meta-analysis involved analyzes of heterogeneity, graph, correlation, variance and residuals. Don´t were significant correlations (P>0.05) between the body variables of the sows and nutritional modulators and their use. In correlation study, the L-carnitine, L-arginine and chromium supplementation increases (>0.450; P<0.05) the birth piglets weight and liveborn number. Somatotropin administration increased the weaner piglets number (0.985; P<0.01). There were no significant difference (P>0.05) between the means of groups with L-carnitine, chromium, and somatotropin for feed intake and body condition of the sows. Ractopamine use increased in 3.41% (P<0.05) the backfat thickness at farrowing. Supplementation with L-carnitine and chromium increased in 2.30 % e 4.73 % (P<0.05) the alive piglets number, respectively. The use of L-carnitine, L-arginine and somatotropin provided heavier piglets at birth in relation to control groups (1.48 vs. 1.43kg; P<0.05). Somatotropin administration increased in 9.01% (P<0.05) the of weaned piglets number in relation to control group. Studies on the use of nutritional modulators found in the literature are poorly explored in body and nutritional condition terms, which makes it impossible to reach conclusions about the proper use of these additives for nutritional adjustments in pregnant and lactating sows. However, the nutritional modulators L-carnitine, L-arginine, chromium and somatotropin can improve the productive performance of sows and their litters.

EFEITO DA L-CARNITINA SOBRE A QUALIDADE DO SÊMEN REFRIGERADO DE EQUINOS

A tecnologia de refrigeração do sêmen equino tem sido estudada pelo interesse na manutenção do potencial fertilizante dos espermatozoides. Durante o processo de refrigeração, particularmente no armazenamento do sêmen refrigerado por longos períodos, uma grande quantidade de células espermáticas perde sua capacidade fecundante. A L-carnitina (LC) desempenha papel fundamental no metabolismo espermático, pois fornece energia facilmente disponível por meio da -oxidação, afetando positivamente a motilidade espermática. Baseado nisto, o objetivo deste trabalho foi investigar a correlação entre os níveis seminais e séricos de LC e a função espermática, e avaliar os efeitos da LC sobre a qualidade de espermatozoides equinos armazenados a 5 ºC em diluidor à base de leite desnatado. Para tal, primeiramente foram utilizadas amostras de sêmen e sangue oriundas de 14 garanhões da raça Quarto de Milha, uma amostra de cada garanhão (n=14), onde o conteúdo de LC no plasma sanguíneo e no plasma seminal foi determinado por espectrofotometria. No segundo momento, quatro ejaculados de quatro garanhões da raça Quarto de Milha foram utilizados (n=16). Cada ejaculado foi dividido para formação dos grupos experimentais, os quais foram adicionados de LC: 0 (controle), 0,5, 1 e 2 mM. A motilidade espermática, a integridade da membrana plasmática e acrossomal, o conteúdo intracelular de ROS e a estabilidade da membrana plasmática foram avaliados imediatamente após atingir 5ºC (0 h) e após, 24, 48 e 72 h. Houve correlação positiva entre L-carnitina no plasma seminal e ambas a concentração espermática (r = 0,6055) e a integridade das membranas plasmática e acrossomal (r = 0,6971), sugerindo um papel para L-carnitina como marcador da qualidade do sêmen de garanhões. Além disso, a adição de L-carnitina (1 e 2 mM) ao diluidor à base de leite desnatado preservou a manutenção da motilidade de espermatozoides equinos armazenados a 5 ºC por 48 horas.

The equine sperm cooling technology has been studied in the interest of maintaining fertilizing potential of sperm over an extended period. During the cooling process, particularly in the refrigerated semen extended storage, a large portion of the sperm cells lose their fertilizing capacity. L-carnitine (LC) plays a key role in sperm metabolism, providing readily available energy through -oxidation, which positively affect sperm motility. Based on this, the objective of this study was to investigate the association between serum and seminal LC and sperm function and evaluate the effect of LC on the quality of stallions semen stored at 5 ° C in a Milk-based semen extender. To do this, first was used samples of semen and blood coming from 14 Quarter Horses stallions, where the LC content in blood plasma and seminal plasma was determined by spectrophotometry. In a second moment, ejaculated (n = 16) of four Quarter Horse stallions were used. Each ejaculate was split to formation of experimental groups which were added LC: 0 (control), 0.5, 1 and 2 mM. Sperm motility, integrity of plasmatic and acrosomal membranes, intracellular ROS content and stability of the plasmatic membrane were evaluated immediately after reaching 5 ° C (0 h) and after 24, 48 and 72 h. There was a positive correlation between L-carnitine in seminal plasma and both sperm concentration and integrity of plasmatic and acrosomal membranes, suggesting a role for L-carnitine as a marker of semen quality of stallions. Furthermore, the addition of L-carnitine (1 and 2mM) in Milk-based semen extender preserved the maintenance of equine sperm motility stored at 5 ° C.

ADIÇÃO DE ÁCIDO LINOLÊNICO E L-CARNITINA NA MATURAÇÃO OOCITÁRIA: EFEITOS SOBRE O METABOLISMO CELULAR, POTENCIAL DE DESENVOLVIMENTO E CRIOTOLERÂNCIA DE EMBRIÕES BOVINOS PRODUZIDOS IN VITRO

Com o intuito de aperfeiçoar os resultados da criopreservação de embriões bovinos produzidos in vitro (PIV), este estudo foi conduzido com o objetivo principal de avaliar o impacto da suplementação do meio de maturação in vitro (MIV) com ácido linolênico (ALA), associado ou não à L-carnitina (L-car), sobre a maturação e qualidade do oócito, especialmente no que se refere ao metabolismo lipídico, e sobre o desenvolvimento e resistência à criopreservação dos embriões produzidos. Para tanto, em uma primeira etapa (Experimentos I e II) foram realizados experimentos de dose-resposta para determinar as concentrações ideais de ALA (0, 10, 50 ou 100 µM) e L-car (0, 1, 5 ou 10 mM) a serem adicionadas ao meio de MIV, suplementado com 10% de soro fetal bovino (SFB) ou 0,6% de albumina sérica bovina (BSA). Foram avaliados os efeitos do ALA e L-car sobre a maturação nuclear e citoplasmática (avaliação mitocondrial, acúmulo lipídico intracelular e produção de espécies reativas de oxigênio intracelulares (ROS) em oócitos bovinos) e o subsequente desenvolvimento embrionário. No Experimento I, a adição de 100 µM de ALA em meio de MIV suplementado com SFB resultou em redução (P<0,05) do acúmulo lipídico citoplasmático e do acúmulo intracelular de ROS, assim como aumento (P<0,05) do potencial de membrana mitocondrial (PMM), em relação às demais concentrações de ALA. No entanto, nenhum desses efeitos prejudicou (P>0,05) a maturação oocitária e o subsequente potencial de desenvolvimento embrionário. No Experimento II, a suplementação do meio de MIV com L-car resultou em redução (P<0,05) do acúmulo lipídico citoplasmático, na presença de SFB. Somados os efeitos da concentração de 10 mM de L-car na presença de SFB sobre a redução (P<0,05) do PMM e elevação (P<0,05) do conteúdo de ROS e, do efeito negativo (P<0,05) da suplementação do meio de MIV com BSA sobre o desenvolvimento embrionário, conclui-se que a suplementação com 5 mM de L-car na presença de SFB superou os resultados dos demais grupos. Em uma segunda etapa (Experimento III), baseado nos resultados dos experimentos anteriores foi avaliado o efeito da suplementação com ALA (100 µM), L-car (5mM) ou a associação de ambos os tratamentos (ALA + L-car), durante o cultivo de MIV com 10% de SFB, sobre o subsequente desenvolvimento in vitro, qualidade embrionária (avaliada pela contagem do número total de células e taxa de apoptose), conteúdo intracelular de ROS e acúmulo lipídico intracitoplasmático, além da criotolerância embrionária. Para tanto, oócitos foram fecundados durante 24 horas e os prováveis zigotos cultivados in vitro (CIV). Foram avaliadas a taxa de clivagem (48 hpi) e o desenvolvimento embrionário até a fase de blastocistos (D7 do CIV). Estes foram vitrificados e posteriormente reaquecidos para avaliação da sobrevivência embrionária pós-criopreservação, após 24 h e, taxa de eclosão após 48 h de re-cultivo in vitro. Também nesta etapa, foi avaliada a regulação da expressão de genes envolvidos com o metabolismo lipídico (regulação da lipogênese: SCD1, FASN e SREBP1; regulação da via metabólica de -oxidação: CPT1B e CPT2), em oócitos suplementados com ALA e/ou L-carnitina durante o cultivo de MIV, e nos embriões produzidos. Os tratamentos com ALA e L-car realizados na etapa de MIV não suportaram os efeitos positivos observados nos estudos anteriores sobre a redução do acúmulo lipídico e melhora do potencial de desenvolvimento oocitário. Os tratamentos não alteraram o conteúdo lipídico e consequentemente a criotolerância dos embriões resultantes. Apesar disso, houve melhora da qualidade embrionária pela redução do índice apoptótico e acúmulo de ROS. A expressão dos genes relacionados à lipogênese sofreram influência do tratamento com os suplementos realizado na MIV. Porém, para os genes relacionados à lipólise, um possível efeito positivo foi perdido e, talvez seja necessário o tratamento na etapa de CIV. Portanto, mais estudos são necessários para avaliar a etapa mais adequada da PIV para se realizar a suplementação com ALA, L-car e a associação de ambos os tratamentos, objetivando alterar o conteúdo lipídico e consequentemente a criotolerância embrionária.

In order to improve the results of cryopreservation of bovine in vitro produced (IVP) embryos, this study was conducted with the main objective to assess the impact of in vitro maturation medium (IVM) supplementation with linolenic acid (ALA), associated or not with L-carnitine (L-car), on oocyte maturation and quality, specially regarding to lipid metabolism and on development and cryoresistance of produced embryos. Therefore, in a first step (Experiments I and II) were performed dose-response experiments to determine the optimal concentrations of ALA (0, 10, 50 or 100 µM) and L-car (0, 1, 5 or 10 mM) to be added to IVM medium, supplemented with 10% fetal calf serum (FCS) or 0.6% bovine serum albumin (BSA). The effects of ALA and L-car on nuclear and cytoplasmic maturation [mitochondrial evaluation, intracellular lipid accumulation and intracellular production of reactive oxygen species (ROS)] and subsequent embryonic development were evaluated. In Experiment I, the IVM supplementation with 100 mM of ALA in FCS-supplemented medium resulted in reduction (P<0.05) of cytoplasmic lipid and intracellular ROS accumulation, as well as, increased (P<0.05) mitochondrial membrane potential (MMP), relative to the other ALA concentrations. However, none of these effects damaged (P<0.05) oocyte maturation and the subsequent embryo development potential. In Experiment II, the IVM medium supplementation with L-car resulted in significant reduction (P<0.05) of cytoplasmic lipid content even in the FCS presence. Combined effects of 10 mM L-car in FCS-supplemented medium on MMP reduction (P<0.05), ROS production increase (P<0.05), and the negative effect (P<0.05) on embryonic development of BSA IVM medium supplementation, we can conclude that concentration of 5 mM L-car in the presence of FCS exceeded the results of the other groups. Based on previous experiments results, in a second step (Experiment III), the effects of supplementation with ALA (100 µM), L-car (5 mM) or a combination of both treatments (ALA + L-car) during IVM culture, with 10% FCS were evaluated on subsequent embryo development and quality (assessed by total cell number and apoptosis rate), intracellular lipid and ROS content, in addition to embryonic cryotolerance. For this, oocytes were fertilized for 24 h and the presumptive zygotes in vitro cultured (IVC). Cleavage rate (48 hpi) and embryonic development until blastocyst stage (D7 IVC) were evaluated. Blastocysts were vitrified and subsequently warmed for post-cryopreservation embryo survival evaluation, after 24 h, and hatching rate, after 48 h IVC. The gene expression regulation of lipid metabolism related genes (lipogenesis regulation: SCD1, FASN and SREBP1; -oxidation pathway regulation: CPT1B and CPT2), was also performed in this step. There were evaluated ALA and/or L-car supplemented oocytes during IVM culture, and the produced embryos. The treatments made in IVM step did not support the positive effects observed in the previous studies on the lipid content reduction and the improvement in oocyte development potential. They did not change the lipid content and therefore, embryonic cryotolerance. Despite this, there was an improvement in embryo quality by reduction of the apoptotic index and ROS production. Lipogenesis-related genes expression was influenced by the treatment conducted during IVM. However, for lipolysis-related genes, a potential positive effect was losted and, may be need the treatment on IVC step. Therefore, further studies are necessary to assess the most appropriate IVP step to perform ALA, L-car and the combination of both treatments supplementation, aiming changes in lipid content, and consequently the embryonic cryotolerance.

USO DE ANTIOXIDANTES NA PRODUÇÃO IN VITRO DE EMBRIÕES BOVINOS

A técnica de fertilização in vitro se apresenta muito bem consolidada, porém a busca por novas ferramentas, para incrementar os resultados, são incessantes. As drogas antioxidantes vêm sendo estudadas por muitos pesquisadores, pois seus efeitos podem ser a chave para a diminuição do estresse oxidativo, que é uma realidade na produção in vitro (PIV) de embriões. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de cinco drogas antioxidantes (quercetina; cisteamina; carnitina; vitamina-C e resveratrol) na PIV de embriões, desde a clivagem, blastocistos, eclosão, número total de células e as mensurações dos níveis das espécies reativas de oxigênio (ROS) e da glutationa (GSH). As análises estatísticas foram realizadas pelo programa BioEstat 4.0 e, em seguida, pela análise de Bonferroni a 5% de significância. Os oócitos foram recuperados de ovários provenientes de abatedouro e selecionados como grau I e II para serem usados na PIV. Os oócitos foram divididos em seis grupos e submetidos a maturação por 22 horas em meio suplementado com antioxidante (tratamento) ou não (controle). Após a maturação os oócitos foram fecundados e cultivados in vitro. Todas as etapas foram em estufa de cultivo celular a 38,5ºC e atmosfera gasosa com 5% de CO2. A suplementação do meio de maturação com os antioxidantes não alterou significativamente a media nas taxas de clivagem (86.3%), de blastocistos (52%) e de blastocistos eclodidos (59,4%). Porém houve aumento no número total de células (blastômeros) nos grupos tratados com cisteamina (159), carnitina (148), vitamina-C (157) e resveratrol (148) em relação aos grupos controle (126) e o tratado com quercetina (131). Na avaliação dos níveis de ROS na maturação dos oócitos, houve redução de ROS nos grupos tratados com quercetina (0,86), vitamina-C (0,86) e resveratrol (0,91), em relação aos grupos cisteamina (0,98), carnitina (0,98) e controle (1,00). Já o nível de GSH aumentou nos grupos tratados cisteamina (1,25) e carnitina (1,11) em relação aos demais grupos: quercetina (1,02), vitamina-C (1,04), resveratrol (0,98) e ao grupo controle (1,00). De acordo com os resultados a suplementação da maturação in vitro com drogas antioxidantes pode interferir positivamente na produção in vitro de embriões bovinos.

The in vitro fertilization technique performs very well established, but the search for new tools to enhance the results are endless. The antioxidant drugs have been studied by many researchers because its effects can be the key to reduction of oxidative stress, which is a reality in vitro production (IVP) embryos. The objective of this study was to evaluate the effect of five antioxidant drugs (quercetin; cysteamine; carnitine; vitamin-C and resveratrol) in IVP embryos, from the cleavage, blastocyst, hatching, total number of cells and measurements of the levels of reactive species oxygen (ROS) and glutathione (GSH). Statistical analyzes were performed by BioEstat 4.0 program and then by Bonferroni analysis at 5% significance level. Oocytes were recovered from slaughterhouse ovaries and selected as a grade I and II for use in PIV. Oocytes were divided into six groups and subjected to aging for 22 hours in medium supplemented with antioxidant (treatment) or not (control). After maturation oocytes were fertilized and cultured in vitro. All steps were in cell culture incubator at 38.5 ° C and the gaseous atmosphere with 5% CO2. The supplementation of maturation medium with antioxidants did not significantly alter the media in cleavage rates (86.3%), blastocyst (52%) and hatched blastocyst (59.4%). But there was an increase in the total number of cells (blastomeres) in the groups treated with cysteamine (159), carnitine (148), vitamin-C (157) and resveratrol (148) compared to the control group (126) and treated with quercetin ( 131). In assessing the levels of ROS in the maturation of the oocytes, a reduction of ROS in groups treated with quercetin (0.86), vitamin-C (0.86) and resveratrol (0.91) groups compared to cysteamine (0, 98), carnitine (0.98) and control (1.00). But the level of GSH increased in cysteamine treated groups (1.25) and carnitine (1.11) compared to the other groups: quercetin (1.02), vitamin-C (1.04), resveratrol (0.98) and the control group (1.00). According to the results supplementation of maturation in vitro antioxidant drugs could positively affect the in vitro production of bovine embryos.