Avaliação de mecanismos de modificação pós-traducional da óxido nítrico sintase endotelial (eNOS) associados a biodisponibilidade do óxido nítrico em artérias de ratas espontaneamente hipertensas (SHR) ao final da prenhez / Evaluation of post-translational modification mechanisms of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) associated with the nitric oxide bioavailability in arteries from spontaneously hypertensive rats (SHR) in the end of pregnancy

A redução da reatividade vascular à fenilefrina (PE) em aorta de ratas espontaneamente hipertensas (SHR) ao final da prenhez é dependente de maior produção e/ou maior biodisponibilidade de óxido nítrico (NO), consequente do aumento da fosforilação da enzima óxido nítrico sintase endotelial (eNOS) via PI3K/Akt. A glicosilação do tipo N-acetil-glucosamina (O-GlcNAc) é uma modificação pós-traducional que compete com a fosforilação pelos mesmos sítios de ligação nas proteínas. A O-GlcNAcilação da eNOS em serina1177 leva a redução da sua atividade enquanto a fosforilação leva a sua ativação. Além destes mecanismos, a interação da eNOS com outras proteínas é capaz de regular positiva ou negativamente a sua atividade. O objetivo deste trabalho foi analisar possíveis alterações nos mecanismos de modificação pós-traducional que controlam a ativação da eNOS os quais poderiam contribuir para maior ativação e maior biodisponibilidade de NO observada em artérias de ratas prenhes. Foram avaliados o conteúdo proteico O-GlcNAc e também expressão das enzimas que participam desta modificação, O-GlcNAc transferase (OGT) e O-GlcNAcase (OGA) por Western Blotting e a atividade da OGA por ensaio bioquímico em aorta e em artéria mesentérica (2º ou 3º ramo) de ratas não prenhes (NP) e prenhes (P), normotensas (Wistar) e SHR. Ensaios de Western Blotting foram realizados também para análise da expressão das seguintes proteínas: Cav-1, p-Cav-1, CaM e Hsp90. Realizamos a contagem do número de cavéolas endoteliais da aorta e da artéria mesentérica na presença ou ausência da metil-ß-ciclodextrina (dextrina, 10 mmol/L) por microscopia eletrônica. Em estudos funcionais, avaliamos a participação da enzima OGA, pela inibição com PugNAc (100 µmol/L) e das cavéolas, utilizando um desorganizador de cavéolas, a dextrina (10 ou 20 mmol/L), na menor reatividade vascular à PE observada em aortas de ratas P. Observamos que o conteúdo de proteínas O-GlcNAciladas estava diminuído em aorta e em leito mesentérico de ratas Wistar P e SHR P. Apesar da expressão da OGT e da OGA não estar alterada, a atividade da OGA foi aumentada em aorta e leito mesentérico de ratas Wistar P, mas, encontra-se diminuída em aorta e aumentada em leito mesentérico de SHP P. A incubação com PugNAc reverteu a reduzida reatividade à PE em aorta e artéria mesentérica de ratas Wistar P mas este efeito não foi observado em vasos SHR P, demonstrando que a OGA parece ter um papel importante na redução da O-GlcNAcilação de proteínas vasculares em Wistar P. Em vasos incubados com PugNAc, a remoção do endotélio ou a incubação com L-NAME, não alterou significativamente a reatividade à PE. Juntos estes resultados sugerem que a maior atividade da eNOS observada em vasos de Wistar P, fica prejudicada na presença do PugNAc, e depende da atividade da OGA. Como não houve alteração da resposta contrátil à PE em vasos de SHR P incubados com PugNAc, possivelmente um mecanismo diferente, envolvendo a menor atividade da OGT, ocorre nestas artérias para a redução da O-GlcNAcilação da eNOS. A desorganização das cavéolas por meio da dextrina causou aumento de contração à PE e redução de potência da ACh em aortas de Wistar NP e SHR NP, porém não houve alteração em aortas de ratas Wistar P e SHR P. A dextrina não alterou o número de cavéolas em artérias de Wistar P e SHR P quando comparado com ratas NP. SHR NP apresentam um reduzido número de cavéolas das aortas em relação a Wistar NP bem como expressão reduzida de Cav-1, p-Cav-1 e CaM. A prenhez não foi capaz de alterar a expressão da Cav-1, CaM e Hsp90 em aorta e leito mesentérico de ratas normotensas e hipertensas. Estes resultados sugerem que a prenhez não altera a expressão das proteínas Cav-1, CaM e Hsp90 e possivelmente a interação com a eNOS em aorta e artérias mesentéricas de ratas normotensas e hipertensas. Em conclusão, entre os mecanismos estudados de modificação pós-traducional da eNOS, a redução da O-GlcNAcilação da eNOS, por mecanismos que envolvem a atividade da OGA e possivelmente da OGT, favoreceria a fosforilação da eNOS e consequente maior biodisponibilidade de NO, contribuindo desta forma para modulação da resposta contrátil da PE nas artérias de ratas P(AU)

Reduction of vascular reactivity to phenylephrine (PE) in aorta of spontaneously hypertensive rats (SHR) at the end of pregnancy is dependent on higher production and/or higer bioavailability of nitric oxide (NO), as a consequence of increased endothelial nitric oxide synthase enzyme (eNOS) phosphorylation, by PI3K/Akt. Glycosylation with O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) is a post-translational modification that competes with phosphorylation by the same binding sites in proteins. O-GlcNAcylation of eNOS on serine site leads to a reduction in its activity while eNOS phosphorylation leads to its activation. In addition to these mechanisms, the interaction of eNOS with other proteins is able to regulate positively or negatively its activity. The objective of this study was to analyze possible changes in the mechanisms of post-translational modification that control the eNOS activation, which could contribute to its the greater activation and greater bioavailability of NO observed in arteries of pregnant rats. The O-GlcNAc-protein content and also the enzymes expression that participate in this modification, O-GlcNAc transferase (OGT) and O-GlcNAcase (OGA) was assessed by Western Blotting, and OGA activity were evaluated by biochemical assay in the aorta and in the artery mesenteric (2nd or 3rd branch) of non-pregnant (NP) and pregnant (P), normotensive rats (Wistar) and SHR. Western Blotting assays were also performed for expression analysis of the following proteins: Cav-1, p-Cav-1, CaM and Hsp90. We performed the counting of the number of endothelial caveolae in the aorta and the mesenteric artery in the presence or absence of methyl-ß-cyclodextrin (dextrin, 10 mmol/L) by electronic microscopy. In functional studies, we evaluated the participation of the OGA enzyme, by inhibition with PugNAc (100 µmol/L) and of the caveolae, using a caveolae disassembler, dextrin (10 or 20 mmol/L), in the reduced vascular reactivity observed in aortas or mesenteric arteries of P rats. We observed that the content of O-GlcNAcylated proteins was decreased in the aorta and in the mesenteric bed of Wistar P and SHR P rats. Although OGT and OGA expression is not altered, OGA activity was increased in the aorta and mesenteric bed of Wistar P rats but was decreased in the aorta and increased in the mesenteric bed of SHP P. Incubation with PugNAc reversed the reduced reactivity to PE in the aorta and mesenteric artery of Wistar P but this effect was not observed in SHR P arteries, demonstrating that OGA appears to play an important role in reducing O-GlcNAcylation of vascular proteins in Wistar P. In arteries incubated with PugNAc, endothelial removal or incubation with L-NAME did not significantly alter reactivity to PE. Together, these results suggest that the greater eNOS activity observed in Wistar P vessels was impaired in the presence of PugNAc, and it depends on OGA activity. As there was no change in the contractile response to PE in SHR P arteries incubated with PugNAc, possibly a different mechanism, involving the lower activity of OGT, occurs in these vessels for the reduction of O-GlcNAcylation of eNOS. Dextrin caused increased contraction of PE and decreased ACh potency in Wistar NP and SHR NP aortas, but there was no change in aortas of Wistar P and SHR P. Dextrin did not alter the number of cavelae in Wistar P and SHR P arteries compared to NP rats. SHR NP showed a lower number of caveolae than to NP Wistar as well reduced expression of Cav-1 and CaM. Pregnancy was not able to alter the expression of Cav-1, CaM and Hsp90 in the aorta and mesenteric bed of normotensive and hypertensive rats. These results suggest that pregnancy does not alter the expression of Cav-1, CaM and Hsp90 proteins and possibly interaction with eNOS in the aorta and mesenteric arteries of normotensive and hypertensive rats. In conclusion, among the studied mechanisms of post-translational modification of eNOS, the reduction of O-GlcNAcylation of eNOS, by mechanisms that involve OGA activity and possibly OGT, would favor eNOS phosphorylation and consequent greater NO bioavailability, contributing in this way for modulation of the contractile response to PE in the arteries of P rats(AU)

AMP-activated protein kinase (AMPK): the key role in metabolic regulation and control of food intake: [review] / Proteína quinase ativada por AMP (AMPK): o papel-chave na regulação metabólica e controle da ingestão alimentar: [revisão]

Obesity is a clinical condition which has been viewed as a serious and growing public health problem. Excessive body weight has been shown to predispose to several diseases, mainly cardiovascular diseases, type 2 diabetes, and metabolic syndrome. AMP-activated protein kinase (AMPK) plays a potential role in food intake control in the hypothalamus and peripheral tissues. In vivo administration of leptin, which leads to a reduction of food intake, decreases hypothalamic AMPK activity. In peripheral tissues, AMPK regulates a variety of metabolic pathways that result in the suppression of ATP consumption (anabolic pathway) and the induction of ATP production (catabolic pathway). These include stimulating fatty acid uptake and oxidation and glucose uptake in multiple tissues: stimulating mitochondrial biogenesis in the skeletal muscle, stimulating glycolysis in the heart, inhibiting fatty acid synthesis in the liver and adipocyte, inhibiting cholesterol synthesis and glucogenesis in the liver, and inhibiting insulin secretion from pancreatic β-cells. AMPK is activated in response to environmental or nutritional stress factors, including thermal shock, hypoxia, glucose deprivation, calorie restriction, fasting, epigallocatechin-3-gallate consumption, resveratrol, exercising, ethanol consumption, n-3 (PUFA), statins, or troglitazone. These outcomes demonstrate that AMPK plays a key role in the regulation of feeding, indicating AMPK as a new target in the study of the anti-metabolic syndrome. Particularly, this review with recent findings show how AMPK activation coordinates the metabolic regulations and food intake control under different metabolic and nutritional circumstances.

La obesidad es una condición clínica vista como un serio y creciente problema de salud pública. Está demostrado que el exceso de peso corporal es un factor que predispone para muchas enfermedades, particularmente las cardiovasculares, diabetes mellitus y síndrome metabólico. La proteína quinasa AMP-activada (AMPK) en los tejidos periféricos y el hipotálamo tiene un papel importante sobre el control de la ingestión de alimentos. La administración de leptina in vivo conduce a la reducción de la ingestión energética, disminuyendo la actividad hipotalámica de la AMPK. En los tejidos periféricos, la AMPK regula una variedad de vías metabólicas provocando supresión del consumo de ATP (vía anabólica) e inducción de la producción de ATP (vía catabólica). Incluyendo estimulo a la captación de ácidos grasos y oxidación y captación de glucosa en diversos tejidos: estimulación de la glucosa en el corazón, inhibición de la síntesis de ácidos grasos en hígado y en los adipocitos, inhibición de la síntesis de colesterol y de la glicogénesis en el hígado e inhibición de la secreción de insulina por las células beta del páncreas. La AMPK es activada en repuesta a factores de stress ambiental o nutricional, incluyendo: choque térmico, hipoxia, pr ivación de glucosa, restricción calórica, ayuno, epigalocatequina-3-galato, estatinas o troglitazona. Eses datos demuestran la AMPK como nuevo objeto de estudio anti-síndrome metabólico. En especial, esta revisión sobre pesquisas recientes muestra como la activación de la AMPK coordina las regulaciones metabólicas y el control de la ingestión alimentar en diferentes circunstancias metabólicas y nutricionales.

A obesidade é uma condição clínica que é vista como um sério e crescente problema de saúde pública. O excesso de peso corporal tem demonstrado ser fator predisponente para várias doenças, particularmente as doenças cardiovasculares, diabetes tipo 2 e síndrome metabólica. A proteína quinase AMP-ativada (AMPK) nos tecidos periféricos e hipotálamo tem um papel importante no controle do consumo alimentar. A administração de leptina in vivo conduz à redução da ingestão energética, diminuindo a atividade hipotalâmica da AMPK. Nos tecidos periféricos, a AMPK regula uma variedade de rotas metabólicas que resultam na supressão do consumo de ATP (rota anabólica) e na indução da produção de ATP (rota catabólica). Estas rotas incluem estimulação da captação de ácidos graxos e oxidação e captação de glicose em diversos tecidos: estimulação da biogênese mitocondrial no músculo esquelético, estimulação da glicólise no coração, inibição da síntese de ácidos graxos no fígado e nos adipócitos, inibição da síntese de colesterol e da glicogênese no fígado, e inibição da secreção de insulina pelas células β-pancreática. A AMPK é ativada em resposta a fatores de estresse ambiental ou nutricional, incluindo: choque térmico, hipóxia, privação de glicose, restrição calórica, jejum, epigalocatequina-3-galato, resveratrol, exercício físico, consumo de etanol/álcool, n-3 (PUFA), estatinas ou troglitazona. Esses dados demonstram que a AMPK tem um papel chave na regulação da alimentação, indicando a AMPK como um novo alvo no estudo da antissíndrome metabólica. Em especial, esta revisão com recentes pesquisas mostra como a ativação da AMPK coordena as regulações metabólicas e o controle da ingestão alimentar em diferentes circunstâncias metabólicas e nutricionais.

La Ca²+ -ATPasa de la membrana plasmática como enzima clave en la homeostasis intracelular del calcio: estimulación por etanol y otros efectores / The plasma membrane Ca²+ -ATPase as a key enzyme in the intracellular calcium homeostasis: stimulation by ethanol and other effectors

La Ca²+-ATPasa de la membrana plasmática (PMCA) es una enzima clave en la regulación de la concentración basal de Ca²+. Hemos demostrado que el etanol estimula la actividad de la Ca2+-ATPasa y el transporte de Ca²+ asociado. Cuando el etanol y la calmodulina (CaM) esta presentes simultáneamente, el efecto estimulatorio es aditivo, lo cual apoya que estos efectores actúan a través de distintos mecanismos. Mediante el uso de isoformas diferentes de la Ca²+-ATPasa se demostró que la variante PMCA2CI resultó ser mas sensible al efecto del etanol. Es Interesante resaltar que esta es la isoforma mas predominante en cerebro, cerebelo y tejido nervioso. Por otra parte, el fosfatidiletanol se forma mediante la transfosfatidilación de ciertos fosfolípidos cuando el etanol está presente, por una reacción que es catalizada por la fosfolipasa D. Este fosfolípido se acumula en la membrana de las células de mamífero luego del consumo de alcohol. Hemos demostrado que el fosfatidiletanol también estimula a la bomba de calcio de la membrana plasmática. Este fosfolípido incrementa la afinidad de la enzima por Ca²+ en mayor medida que la que se obtiene en presencia de CaM u otro fosfolípido acídico natural. Los esfingolípidos han sido reconocidos recientemente como importantes segundos mensajeros, actuando en varios sistemas en combinación con el Ca²+. En vista del hecho que la PMCA es estimulada por etanol, y tomando en cuenta que los esfingolípidos poseen grupos hidroxilo libres, decidimos estudiar el posible efecto de la ceramida y la esfingosina sobre esta bomba de calcio. Demostramos que la ceramida estimula a la Ca²+-ATPasa de una manera dosis-dependiente y de forma aditiva a la CaM y al etanol, cuando se compara con estos dos efectores añadidos separadamente. La ceramida afecta tanto la afinidad de la enzima por el Ca²+, como su Vmax. Mas aún, este esfingolípido también estimula el transporte de Ca²+ en vesículas invertidas de eritrocitos. Por lo contrario, la esfingosina...