Orthodontics and Genetics

Abstract Introduction: Genetics has been suggested as an explanation for the etiology of malocclusions, although some questions, due to the perception that genetic inheritance is tied to a monogenic or Mendelian form of inheritance. Objective: This paper describes the inheritance of malocclusions, highlighting the areas of knowledge where research has explored mechanisms that explain deviations in patterns of craniofacial growth. Conclusion: Malocclusions have a complex or multifactorial pattern of inheritance, where more than one gene is involved in the development of the phenotype. There is also the possibility that the environment influences malocclusions.

Resumo Introdução: a genética tem sido proposta como uma explicação para a ocorrência das más oclusões, mas isso é questionável, pois a percepção do significado de herança genética está vinculada à herança mendeliana ou monogênica. Objetivo: o presente artigo visa discorrer sobre a herança das más oclusões e ressaltar as áreas do conhecimento nas quais a pesquisa tem explorado mecanismos que explicam a ocorrência de desvios do padrão de crescimento facial. Conclusão: as más oclusões têm um padrão de herança complexo ou multifatorial, no qual mais de um gene está envolvido no desenvolvimento do fenótipo. Isso quer dizer que existe, também, uma potencial influência do ambiente nas más oclusões.

Effect of Fetal Hypothyroidism on Cardiac Myosin Heavy Chain Expression in Male Rats / O Efeito de Hipotireoidismo Fetal na Expressão da Miosina Cardíaca de Cadeia Pesada em Ratos Macho

Abstract Background: Thyroid hormone deficiency during fetal life could affect the cardiac function in later life. The mechanism underlying this action in fetal hypothyroidism (FH) in rats has not been elucidated thus far. Objective: The aim of this study is to evaluation the effect of FH on cardiac function in male rats and to determine the contribution of α-myosin heavy chain (MHC) and β-MHC isoforms. Methods: Six pregnant female rats were randomly divided into two groups: The hypothyroid group received water containing 6-propyl-2-thiouracil during gestation and the controls consumed tap water. The offspring of the rats were tested in adulthood. Hearts from the FH and control rats were isolated and perfused with langendroff setup for measuring hemodynamic parameters; also, the heart mRNA expressions of α- MHC and β-MHC were measured by qPCR. Results: Baseline LVDP (74.0 ± 3.1 vs. 92.5 ± 3.2 mmHg, p < 0.05) and heart rate (217 ± 11 vs. 273 ± 6 beat/min, p < 0.05) were lower in the FH rats than controls. Also, these results showed the same significance in ±dp/dt. In the FH rats, β-MHC expression was higher (201%) and α- MHC expression was lower (47%) than control. Conclusion: Thyroid hormone deficiency during fetal life could attenuate normal cardiac functions in adult rats, an effect at least in part due to the increased expression of β-MHC to α- MHC ratio in the heart.

Resumo Fundamento: Deficiência de hormônio da tireoide durante vida fetal pode afetar a função cardíaca no futuro. O mecanismo subjacente dessa ação em hipotireoidismo fetal (HF) em ratos ainda não tem explicação. Objetivo: O objetivo desse estudo é avaliar o efeito de HF na função cardíaca em ratos macho e determinar a contribuição da α-miosina de cadeia pesada (α-MCP) e de isoformas β-MCP. Métodos: Seis ratos fêmea gestantes foram aleatoriamente divididas em dois grupos. O grupo do hipotireoidismo recebeu água contendo 6-propil-2-tiouracil durante a gestação, e os ratos no grupo de controle receberam água de torneira. Os filhotes dos ratos foram testados quando atingiram idade adulta. O coração dos ratos HF e controle foram isolados e submetidos a perfusão pelo método de Langendorff para medição de parâmetros hemodinâmicos. Também foram medidas as expressões de mRNA do coração de α-MCP e β-MCP por qPCR. Resultados: PVED de base (74,0 ± 3,1 vs. 92,5 ± 3,2 mmHg, p < 0,05) e pressão arterial (217 ± 11 vs. 273 ± 6 batidas/min, p < 0,05) mostraram-se mais baixas em ratos HF do que em ratos controle. Além disso, esses resultados mostraram a mesma significância em ±dp/dt. Em ratos HF, a expressão de β-MCP foi mais alta (201%) e a de α-MCP foi mais baixa (47%) do que em ratos controle. Conclusão: Deficiência de hormônio da tireoide durante a vida fetal pode enfraquecer funções cardíacas normais em ratos adultos, efeito devido em parte à expressão aumentada de β-MCP em relação a α-MCP no coração.

Histoquímica enzimática en el diagnósticode miopatías: revisión sistemática / Enzymatic histochemical in the diagnosis of myopathies: a systematic review

Introducción: Las enfermedades del músculo esquelético en las que la lesión supera la capacidad deadaptación conducen a cambios patológicos propios de las miopatías. En Colombia el diagnóstico serealiza mediante tinción con hematoxilina-eosina; sin embargo, la información brindada sobre algunosde los cambios del tejido muscular es limitada, por lo que es necesario realizar algunas técnicas de histoquímicaenzimática según la alteración. Objetivo: Describir los criterios de tinción de diferentes técnicashistoquímicas en el diagnóstico de las miopatías. Materiales y métodos: Se realizó una revisiónsistemática mediante la búsqueda de artículos en inglés y español indexados en las bases de ISI Web ofScience, Ovid Medline, PubMed, ScienceDirect y EBSCO. Los descriptores MeSH utilizados fueron:«histochemistry¼, «skeletal muscle¼, «structural and congenital myopathies¼, «fiber type fast twitch¼,«fiber type slow twitch¼ y «NADH tetrazolium reductase¼. Se asociaron a la búsqueda los términos«clinical application¼ y «diagnosis¼. Se seleccionaron los artículos originales, reportes de casos y revisionespublicadas entre 1982 y 2014 que aplicaran las técnicas de histoquímica en el diagnóstico de unamiopatía o en la investigación biomédica. Resultados: Se seleccionaron 64 publicaciones (incluidosdos libros) que fueron representativos para la redacción de este manuscrito, el cual fue complementadocon imágenes de biopsias musculares procesadas en el Laboratorio de Histología de la Universidad delValle, Colombia...

Introduction: The injuries on skeletal muscle that go beyond their capacity to adaptation result incharacteristic pathological changes of the myopathies. In Colombia for their diagnosis is usually usedthe hematoxylin-eosin stain, however, the information about many changes in muscle tissue is limited.That is why it is necessary to carry out certain enzymatic histochemical staining according to eachmyopathy. Objective: To describe the different criteria to diagnose myopathies by histochemical techniques.Material and methods: A systematic review was conducted which focused on search of all articleswritten in English and Spanish indexed in ISI Web of Science database, Ovid Medline, PubMed,ScienceDirect, and EBSCO. The MeSH descriptors used for the search were «histochemistry¼, «skeletalmuscle¼, «structural and congenital myopathies¼, «fast twitch fiber type¼, «slow twitch fiber type¼,and «NADH tetrazolium reductase¼. The terms «clinical application¼ and «diagnosis¼ were associatedto the search. All original articles, case reports, and reviews published during 1982-2014, which imple-mented histochemical techniques to the diagnosis of myopathy or to biomedical research were included.Results: From systematic search, 64 publications (including two books) were representative for thedrafting of this manuscript. The article was supplemented with images from muscle biopsies processedby the Laboratory of Histology, Universidad del Valle, Colombia...

Effect of nitrofen in the final stages of development of the diaphragm muscle in rats / Efeito do nitrofen na fase final do desenvolvimento da musculatura do diafragma em ratos

PURPOSE: To evaluate the expression of myosin in muscle fibers of the diaphragm in experimental congenital diaphragmatic hernia (CDH). METHODS: Fetuses of pregnant rats were divided into four groups: External Control (EC), composed of non-manipulated rats; Nitrofen, composed of pregnant rats that received 100 mg of nitrofen (2,4-dichloro-4'nitrodiphenyl ether) diluted in olive oil on gestational day (GD) 9.5, whose fetuses developed CDH (N+) or not (N-), and Olive Oil Placebo (OO), composed of pregnant rats that received the oil on the same GD. The fetuses were collected on GD 18.5, 19.5, 20.5 and 21.5 (term = 22 days). We obtained body weight (BW) and photographed the diaphragm area (DA), hernia area (HA) and subsequent calculated the HA/DA ratio in N+ group. Samples of Diaphragm muscle were processed for histological staining with H/E and immunohistochemistry (IHQ) for myosin.} RESULTS: The fetuses of N- and N+ groups had decreased BW and DA compared to EC and OO groups (p <0.001). HA was decreased on GD 18.5 compared to 21.5 (p <0.001) and the HA/DA ratio showed no difference. IHQ showed decreased expression of myosin in nitrofen groups. CONCLUSION: CDH induced by nitrofen model contributes to the understanding of muscularization in the formation of the diaphragm where the myosin expression is decreased.

OBJETIVO: Avaliar a expressão da miosina na muscularização do diafragma na hérnia diafragmática congênita (CDH) experimental. MÉTODOS: Fetos de ratas foram divididos em quatro grupos: Controle Externo (EC), composto de ratas não manipuladas; Nitrofen, composto de ratas que receberam 100 mg de nitrofen (2,4-dicloro-4'nitrodifenil éter) diluído no azeite no dia de gestação (GD) 9.5, cujos fetos desenvolveram CDH (N+) ou não (N-) e Placebo óleo de oliva (OO), composto de ratas que ingeriram apenas óleo no mesmo GD. Os fetos foram coletados com 18,5, 19,5, 20,5 e 21,5 GD (termo = 22 dias). Foi obtido o peso corporal (BW) e tiradas fotografias da área do diafragma (DA), da hérnia (HA) e calculada a relação HA/DA no grupo N+. Amostras de diafragmas foram processadas histologicamente para coloração com H/E e imunohistoquímica. RESULTADOS: Os fetos dos grupos N- e N+ tiveram BW e DA diminuídos em relação aos grupos EC e OO (p<0.001). Só houve diferença na HA entre os GD 18.5 e 21.5 (p<0.001) e a relação HA/DA não mostrou diferença entre os grupos. A imunohistoquímica mostrou menor expressão de miosina nos grupos que receberam nitrofen. CONCLUSÃO: O modelo de CDH induzida por nitrofen contribui para entender a muscularização na formação do diafragma onde a expressão da miosina está diminuída.

Papel da titina na modulação da função cardíaca e suas implicações fisiopatológicas / The role of titin in the modulation of cardiac function and its pathophysiological implications / Papel de la Titina en la Modulación de la Función Cardíaca y sus Implicaciones Fisiopatológicas

A titina é uma proteína sarcomérica gigante que se estende desde a linha Z até a linha M. Em razão de sua localização, representa um importante sensor biomecânico com um papel fundamental na manutenção da integridade estrutural do sarcômero. A titina funciona como uma "mola bidirecional" que regula o comprimento sarcomérico e realiza ajustes adequados da tensão passiva sempre que o comprimento varia. Dessa forma, não só determina a rigidez ventricular e a função diastólica, como também influencia a função cardíaca sistólica, modulando o mecanismo de Frank-Starling. O miocárdio expressa duas isoformas dessa macromolécula: a N2B, mais rígida, e a isoforma N2BA, mais complacente. As alterações na expressão relativa das duas isoformas da titina ou alterações do seu estado de fosforilação têm sido implicadas na fisiopatologia de várias doenças como a insuficiência cardíaca diastólica, a cardiomiopatia dilatada, a cardiomiopatia isquêmica e a estenose aórtica. Neste artigo pretende-se descrever sumariamente a estrutura e localização da titina, a sua relação com diferentes cardiomiopatias, e compreender de que forma as alterações dessa macromolécula influenciam a fisiopatologia da insuficiência cardíaca diastólica, salientando o potencial terapêutico da manipulação dessa macromolécula.

Titin is a giant sarcomeric protein that extends from the Z-line to the M-line. Due to its location, it represents an important biomechanical sensor, which has a crucial role in the maintenance of the sarcomere structural integrity. Titin works as a "bidireactional spring" that regulates the sarcomeric length and performs adequate adjustments of passive tension whenever the length varies. Therefore, it determines not only ventricular rigidity and diastolic function, but also systolic cardiac function, modulating the Frank-Starling mechanism. The myocardium expresses two isoforms of this macromolecule: the N2B, more rigid and the isoform N2BA, more compliant. The alterations in the relative expression of the two titin isoforms or alterations in their state of phosphorylation have been implicated in the pathophysiology of several diseases, such as diastolic heart failure, dilated cardiomyopathy, ischemic cardiomyopathy and aortic stenosis. The aim of this study is to describe, in brief, the structure and location of titin, its association with different cardiomyopathies and understand how alterations in this macromolecule influence the pathophysiology of diastolic heart failure, emphasizing the therapeutic potential of the manipulation of this macromolecule.

La titina es una proteína sarcomérica gigante que se extiende desde la línea Z hasta la línea M. En razón de su ubicación, representa un importante sensor biomecánico con un papel fundamental en la manutención de la integridad estructural del sarcómero. La titina funciona como un "resorte bidireccional" que regula el largo sarcomérico y realiza ajustes adecuados de la tensión pasiva siempre que ese largo varía. De esa forma, no sólo determina la rigidez ventricular y la función diastólica, sino también influye en la función cardíaca sistólica, modulando el mecanismo de Frank-Starling. El miocardio expresa dos isoformas de esa macromolécula: la N2B, más rígida, y la isoforma N2BA, más complaciente. Las alteraciones en la expresión relativa de las dos isoformas de la titina o alteraciones de su estado de fosforilación han sido implicadas en la fisiopatología de varias enfermedades como la insuficiencia cardíaca diastólica, la cardiomiopatía dilatada, la cardiomiopatía isquémica y la estenosis aórtica. Este artículo pretende describir sumariamente la estructura y ubicación de la titina, su relación con diferentes cardiomiopatías, y comprender de qué forma las alteraciones de esa macromolécula influyen en la fisiopatología de la insuficiencia cardíaca diastólica, destacando el potencial terapéutico de la manipulación de esa macromolécula.

A fibra muscular e fatores que interferem no seu fenótipo / The muscle fiber and the factors that interfere with its phenotype

O grande interesse atual em tirar proveito das variações na performance humana, nos levam a busca do entendimento as adaptações fisiológicas, bioquímicas e morfológicas nos tecidos envolvidos. Os resultados obtidos através de modelos experimentais fornecem informações para melhor entender a função muscular, e com isso permitir planejar um treinamento adequado ao objetivo pretendido, tendo como base adaptações fisiológicas. A performance esportiva depende de um grande número de fatores, o tipo do músculo e os estímulos a que ele é submetido e são sem dúvida parâmetros importantes para o desempenho atlético. Para cada modalidade é ideal ter um grupo de fibras predominante adequado às características específicas da atividade. Dependendo do tipo de estímulo podemos obter um aumento de força, sendo esta adaptação uma das mais importantes para a manutenção da saúde ou a melhora do desempenho atlético.

Correlação entre a proporção de fibras rápidas do músculo bíceps braquial e o torque relativo da flexão do cotovelo em sujeitos com hipótese clínica de miopatia / Correlation between the proportion of fast fibers in the biceps brachii muscle and the relative torque during elbow flexion in subjects with clinical hypothesis of myopathy

A produção de força muscular pode estar comprometida em pacientes portadores de miopatias. Estas representam um grupo heterogêneo de doenças com distintas características clínicas e morfológicas. Supõe-se que achados de desempenho funcional estejam relacionados com o tipo predominante de fibra expresso no músculo em análise. OBJETIVO: Correlacionar a proporção das fibras tipo 2 (FT2) do músculo bíceps braquial de sujeitos com hipótese clínica de miopatia (HCM) com picos de torque isométrico e isocinético de flexão do cotovelo. MATERIAIS E MÉTODOS: Participaram deste estudo sete sujeitos com HCM: quatro do sexo feminino com média de idade de 37 anos (dp= 9), peso de 73kg (dp= 26) e altura de 155cm (dp= 6); e três do sexo masculino com média de idade de 39 anos (dp= 1), peso de 88kg (dp= 5) e altura de 172cm (dp= 4). Pela técnica histoquímica de mATPase, foi realizada análise de proporção das fibras musculares. Após um mês da realização das biópsias, os sujeitos realizaram teste de força isométrica e isocinética concêntrica de flexão e extensão do cotovelo em dinamômetro isocinético. Avaliou-se o pico de torque (PT) isométrico a 90ºs-Õ e 180ºs-Õ e calculou-se o torque relativo 90 (TR90) e 180 (TR180). Para análise estatística, utilizou-se correlação de Spearman (r). RESULTADOS: A proporção de FT2 se correlacionou positivamente com TR180 (r= 0,89, p= 0,01). Uma moderada correlação foi encontrada entre FT2 e TR90 (r= 0,75, p= 0,05). CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que o comportamento contrátil das FT2 não foi modificado nestes sujeitos. O dinamômetro isocinético mostrou ser um instrumento que pode avaliar, de forma não invasiva, a predominância do tipo de fibra muscular.

Muscular strength production may be impaired in myopathic patients. Myopathies represent a heterogeneous group of diseases with distinct clinical and morphological characteristics. It has been hypothesized that functional performance findings may be related to the predominant fiber type expressed in the muscle analyzed. OBJECTIVE: To correlate the proportion of type 2 fibers in the biceps brachii muscles of subjects with a clinical hypothesis of myopathy with their peak isometric and isokinetic torque during elbow flexion. METHOD: Seven subjects with a clinical hypothesis of myopathy participated in this study: four females of mean age 37 years (sd = 9), weight 73kg (sd= 26) and height 155cm (sd= 6); and three males of mean age 39 years (sd= 1), weight 88kg (sd= 5) and height 172cm (sd= 4). The muscle fiber proportion was analyzed using the mATPase technique. One month after taking biopsies, the subjects performed concentric isometric and isokinetic strength tests for elbow flexion and extension using an isokinetic dynamometer. The isometric and isokinetic peak torques at 90ºs-Õ and 180ºs-Õ were evaluated and the relative 90º (RT90) and 180º (RT180) torques were calculated. Spearman's correlation (r) was used for statistical analyses. RESULTS: The proportion of type 2 fibers correlated positively with RT180 (r= 0.89, p= 0.01), and there was a moderate correlation with RT90 (r= 0.75, p= 0.05). CONCLUSIONS: The results suggest that the contractile behavior of type 2 fibers was not modified in these subjects. The isokinetic dynamometer was shown to be an instrument capable of noninvasively evaluating muscle fiber type predominance.