Melatonin has an ergogenic effect but does not prevent inflammation and damage in exhaustive exercise

It is well documented that exhaustive physical exercise leads to inflammation and skeletal muscle tissue damage. With this in mind, melatonin has been acutely administered before physical exercise; nevertheless, the use of melatonin as an ergogenic agent to prevent tissue inflammation and damage remains uncertain. We evaluated the effects of melatonin on swimming performance, muscle inflammation and damage and several physiological parameters after exhaustive exercise at anaerobic threshold intensity (iLAn) performed during light or dark circadian periods. The iLAn was individually determined and two days later, the animals performed an exhaustive exercise bout at iLAn 30 minutes after melatonin administration. The exercise promoted muscle inflammation and damage, mainly during the dark period and the exogenous melatonin promoted a high ergogenic effect. The expressive ergogenic effect of melatonin leads to longer periods of muscle contraction, which superimposes a possible melatonin protective effect on the tissue damage and inflammation5CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP305650/2009- 22009/08535-5; 2011/13226-1; 2012/20501-

New mechanisms by which physical exercise improves insulin resistance in the skeletal muscle

Insulin resistance of skeletal muscle glucose transport is a key-defect for the development of impaired glucose tolerance and type 2 diabetes. However, it is known that both an acute bout of exercise and chronic endurance exercise training can bring beneficial effects on insulin action in insulin-resistant states. However, little is currently known about the molecular effects of acute exercise on muscle insulin signaling in the post-exercise state in insulin-resistant organisms. This review provides new insight into the mechanism through which acute exercise restores insulin sensitivity, highlighting an important role for inflammatory proteins and S-nitrosation in the regulation of insulin signaling proteins in skeletal muscle.O prejuízo no transporte de glicose estimulada por insulina no músculo constitui um defeito crucial para o estabelecimento da intolerância à glicose e do diabetes tipo 2. Por outro lado, é notório o conhecimento de que tanto o exercício aeróbio agudo quanto o crônico podem ter efeitos benéficos na ação da insulina em estados de resistência à insulina. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos moleculares pós-exercício sobre a sinalização da insulina no músculo esquelético. Assim, esta revisãoapresenta novos entendimentos sobre os mecanismos por meio dos quais o exercício agudo restaura a sensibilidade à insulina, com destaque ao importante papel que proteínas inflamatórias e a S-nitrosação possuem sobre a regulação de proteínas da via de sinalização da insulina no músculo esquelético.Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Faculdade de Educação Física, modalidade Saúde Departamento de BiociênciasUniversidade Estadual de Campinas Faculdade de Ciências Médicas Departamento de Clínica MédicaUniversidade do Extremo Sul Catarinense Laboratório de Fisiologia e Bioquímica do ExercícioUNIFESP, Faculdade de Educação Física, modalidade Saúde Depto. de BiociênciasSciEL

Efeitos moleculares do exercício físico sobre as vias de sinalização insulínica

O músculo esquelético representa aproximadamente 40% da massa corporal total e exerce papel primordial no metabolismo da glicose (SMITH; MUSCAT, 2005). Este tecido é responsável por aproximadamente 30% do dispêndio de energia, e é um dos principais tecidos responsável pela captação, liberação e estocagem de glicose(NUUTILA et al., 1992). Trabalhos das últimas décadas demonstram claramente que o exercício físico aumenta a captação de glicose pelo (JAMES et al., 1983; ERIKSSON et al., 1998; KENNEDY et al., 1999; LUCIANO et al., 2002). Além disso, recentemente foi demonstrado que a redução de peso corporal associada com o aumento da atividade física em indivíduos com risco aumentado para desenvolver diabetes reduz em 58% a incidência dessa doença (KNOWLER et al., 2002). Assim, atualmente o exercício físico é considerado uma das pedras angulares tanto do tratamento como da prevenção do Diabetes tipo 2. Os mecanismos moleculares envolvidos no aumento da captação de glicose muscular estão sendo intensamente pesquisados. Nesta revisão serão abordados alguns aspectos dessa fascinante área que está se desenvolvendo rapidamente

Brazilian soccer players and no-players adolescents: effect of the maturity status on the physical capacity components performance

The aim of this study was to compare the speed and the agility between Brazilian soccer players and non-players, regarding maturity status in adolescents 11-15 years old. Forty and two soccer players (age – 159.30±17.28 months old; weight – 48.45±9.96 kg; height – 1.53±0.10 m) and 45 non-players (age – 162.62±24.92 months old; weight – 48.30±8.35 kg; height – 1.54±0.12 m) participated of this study. Participants were classified by maturity status. On 2 different days with 1 week of differences between the assessments the participants were evaluated the agility, by Shuttle Run test, and the speed, by 30 m maximum speed test. The results showed that the maturity status was an influential factor in the performance with better results for individuals in a more advanced stage. The soccer practice does not seem to interfere in the performance of the physical capacity components analyzed, only effective when different maturity levels are involved in the analysis. It is also possible that late maturing boys selectively drop-out of soccer as age and sport specialization increase

Treinamento físico e administração de insulina:efeitos sobre o metabolismo de carboidratos e proteínas.

Insulin administration has been used by athletes to improve the performance and increase the muscle mass. Thus, the aim of present study was to investigate the metabolic adaptations in rats submitted to swimming training associate to administration of insulin. At the end of the experimental period the rats were sacrificed and blood was collected for determinations of insulin and glucose. Samples of liver and muscle tissue were used to evaluate glycogen, protein and DNA contents. The results indicate that training associate to insulin promotes significant protein mobilization in the control-trained and trained-insulin groups and may reveal an important long- time metabolic adaptation.Administração de insulina tem sido usada por atletas para aumentar a performance e o ganho de massa muscular. Este trabalho teve por objetivo estudar as adaptações metabólicas em ratos submetidos ao treinamento de natação associado a administração de insulina. Ao final do período experimental, os ratos foram sacrificados e o sangue coletado para determinação de insulina e glicose. Foram utilizados tecidos hepático e muscular para avaliação do glicogênio, proteína e DNA. Os resultados mostram que o treinamento associado a insulina nos grupos controle treinado e insulina treinado promovem significante mobilização de proteínas. Isto pode representar uma importante adaptação metabólica a longo prazo

New mechanisms by which physical exercise improves insulin resistance in the skeletal muscle

Insulin resistance of skeletal muscle glucose transport is a key-defect for the development of impaired glucose tolerance and type 2 diabetes. However, it is known that both an acute bout of exercise and chronic endurance exercise training can bring beneficial effects on insulin action in insulin-resistant states. However, little is currently known about the molecular effects of acute exercise on muscle insulin signaling in the post-exercise state in insulin-resistant organisms. This review provides new insight into the mechanism through which acute exercise restores insulin sensitivity, highlighting an important role for inflammatory proteins and S-nitrosation in the regulation of insulin signaling proteins in skeletal muscle.O prejuízo no transporte de glicose estimulada por insulina no músculo constitui um defeito crucial para o estabelecimento da intolerância à glicose e do diabetes tipo 2. Por outro lado, é notório o conhecimento de que tanto o exercício aeróbio agudo quanto o crônico podem ter efeitos benéficos na ação da insulina em estados de resistência à insulina. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos moleculares pós-exercício sobre a sinalização da insulina no músculo esquelético. Assim, esta revisãoapresenta novos entendimentos sobre os mecanismos por meio dos quais o exercício agudo restaura a sensibilidade à insulina, com destaque ao importante papel que proteínas inflamatórias e a S-nitrosação possuem sobre a regulação de proteínas da via de sinalização da insulina no músculo esquelético.39940

Mecanismos moleculares de indução de obesidade e resistência à insulina em animais destreinados submetidos a uma dieta rica em lipídes.

The termination of exercise training (detraining) results in rapid fat accretion, weight gain and insulin resistance in both humans and rats. There is evident relationship between physical inactivity and insulin resistance. Different mechanisms may be involved in insulin resistance in this animal model. The aim of this study was to investigate the PI3-kinase/Akt and CAP/Cbl signaling pathways both involved with insulin-stimulated glucose uptake in white adipose tissue in detrained and sedentary animals submitted a high-fat diet. Wistar rats were submitted to swimming training during 8 weeks. Next this period the animals stop the training and received a rich-fat diet. The proteins from the insulin signaling pathway were analyzed by immunoprecipitation and immunoblotting. The results demonstrated that detraining result in an increased body mass and rapid body fat accretion. This fact was associated with increases insulin responsiveness in adipose tissue through IRS/PI3-Kinase/Akt pathway in detrained rats fed with a rich-fat diet. In addition, the CAP/Cbl pathway in adipose tissue was more insulin responsives in the detrained animals feeding with a rich-fat diet than S-DHL animals. In conclusion, the cessation of exercise is accompanied by increased body mass and rapid fat accretion and this aspect to have relation at least in part to increased insulin responsiveness in adipose tissue through CAP/Cbl pathway.A cessação do treinamento físico (destreinamento) resulta em rápido acréscimo da massa adiposa, ganho de peso e resistência à insulina tanto em humanos quanto em animais. No entanto, os mecanismos moleculares envolvidos nesse processo permanecem desconhecidos. Diferentes proteínas intracelulares podem estar envolvidas no processo de aquisição de ganho de peso e diminuição na ação da insulina nesse modelo animal. Este estudo teve como objetivos investigar as vias PI 3-quinase/Akt e CAP/Cbl, ambas importantes na captação ou utilização de glicose estimulada por insulina no tecido muscular adiposo branco. Utilizou-se, ratos Wistar que foram submetidos a um protocolo de exercício de natação por 8 semanas. Posteriormente os animais foram destreinados e nesse mesmo período de cessamento do programa de exercício foi oferecida aos ratos uma dieta rica em lipídes. Para análise das proteínas de interesse, foi realizado o método de imunoblot e imunoprecipitação. Verifica-se, através dos resultados obtidos, que animais destreinados tem um ganho de peso e de gordura epididimal mais acentuado comparado a animais sedentários. Esse fato foi associado a uma maior responsividade à insulina no tecido adiposo através da via IRS/PI 3-quinase/Akt dos animais destreinados submetidos à dieta rica em lipídes. Além disso, verifica-se, que a via CAP/Cbl encontra-se mais responsiva à insulina no tecido adiposo de animais destreinados em relação aos outros grupos experimentais. Conclui-se, que o destreinamento físico é acompanhado por um rápido período de ganho de peso e de massa adiposa e essas adaptações deve-se no mínimo em parte pela maior responsividade à insulina da via CAP/Cbl em tecido adiposo branco

Hepatic biochemical changes in rats submitted to a high-fat/high-energy diet

OBJECTIVE: The present study analyzed the biochemical and hepatic changes in adult rats fed a high-fat diet for two months. METHODS: Twenty Wistar rats 90 days old were divided into two groups, a control group consisting of normal weight rats fed a commercial rat chow and a diet group consisting of normal weight rats submitted to a semi-purified high-fat, high-energy diet. The animals in control group were kept on a commercial Purina® chow and those in diet group on a high-fat/high-energy diet containing 35% fat, of which 31% were from animal source (39% saturated fat) and 4% were from vegetable source (soybean oil). After 60 days of this experimental diet, the following were assessed: body weight, insulin sensitivity, blood glucose, serum insulin and free fatty acids, triglycerides, total lipids and hepatic lipogenic activity. RESULTS: Diet group presented higher body mass and insulin resistance. Blood glucose did not differ between the groups. A higher level of serum insulin and free fatty acids were found in diet group. Total lipids, triglycerides and lipogenic rate were also higher in group D. CONCLUSION: Therefore, the present findings demonstrate that two months of a high-fat/high-energy diet increases the body weight and hepatic free fatty acids and decreases insulin sensitivity of adult rats, typical signs of non-alcoholic fatty liver disease.OBJETIVO: O presente estudo teve como objetivo analisar as alterações bioquímicas hepáticas decorrentes da administração de uma dieta hiperlipídica/hiperenergética em ratos. MÉTODOS: Foram utilizados 20 ratos (Wistar) com 90 dias de idade divididos em dois grupos, grupo-controle constituída por ratos eutróficos alimentados com dieta comercial para roedores e grupo-dieta constituída por ratos submetidos a uma dieta hiperlipídica/hiperenergética semi purificada feita com 35% de gordura sendo 31% de origem animal a qual possui 39% de gordura saturada e 4% de origem vegetal (óleo de soja). Os animais do grupo-controle foram mantidos com dieta comercial Purina® e o grupo-dieta com uma dieta hiperlipídica/hiperenergética constituída por 35% de gordura. Após 60 dias de administração de uma dieta hiperlipídica/hiperenergética, analisou-se massa corporal, sensibilidade à insulina, concentração sérica de glicose, insulina e ácidos graxos livres e medida do nível de triglicerídeos, lipídeos totais e atividade lipogênica hepática. RESULTADOS: O grupo-dieta apresentou maior massa corporal e resistência à insulina. No sangue não foram encontradas diferenças entre os grupos para os níveis de glicose. Foi evidenciada maior concentração de insulina e de ácidos graxos livres no soro para o grupo-dieta. No fígado o nível de lipídeos totais, triglicerídeos e taxa lipo-gênica foram superiores às do grupo-controle. CONCLUSÃO: Portanto, nossos achados demonstram que dois meses de ingestão de dieta hiperlipídica/hiperenergética por ratos adultos eleva o peso corporal, ácidos graxos livres hepáticos, diminui a sensibilidade à insulina, demostrando sinais típicos de doença hepática gordurosa não-alcoólica.68569

Long-term effects of moderate physical exercise during early childhood on insulin sensitivity in rats during adulthood

It is of great importance to investigate the effects of physical exercise for metabolic health when performed in early life, and what the adulthood response would be. The aim of this study is to analyse the effects of moderate intensity physical exercise protocol during childhood on the adipose tissue and insulin sensitivity of rats during adulthood. Twenty weaned Wistar (28 days old) were divided into control and trained groups. The Control Group was kept sedentary, and the Trained group was submitted to swimming exercise at 80% of the anaerobic threshold (determined by the lactate minimum test) for 1 hour/day, 5 days/week from 28 to 90 days of age. At the end of the experiment, the body weight, adiposity (adipose tissue weight), insulin sensitivity, glycemia, insulinemia, pancreatic insulin, lipogenic activity in mesenteric fat, lipogenic activity and glycogen store in gastrocnemius and glucose uptake by soleus were analyzed. Trained group showed lower body weight gain, fat acumulation, lipid synthesis, glycemia, insulinemia and pancreatic insulin level. Kitt, HOMA-IR, glycogen store in gastrocnemius and glucose uptake by soleus were higher in this group. Therefore, we conclude that the moderate physical exercise performed during childhood can contribute to the reduction of body fat and insulin resistance during adulthood in Wistar rats.É de grande importância a investigação dos efeitos do exercício para a saúde metabólica quando realizado no início da vida, e quais seriam as respostas durante a fase adulta. O objetivo desse estudo é analisar os efeitos do exercício físico de intensidade moderada durante a infância na adiposidade e sensibilidade à insulina de ratos durante a fase adulta. Vinte ratos Wistar desmamados de 28 dias de vida foram divididos em grupos Controle e Treinado. O grupo Controle permaneceu sedentário, enquanto o grupo Treinado realizou exercício de natação a 80% do limiar anaeróbio (determinado pelo teste de lactato mínimo) por 1hora/dia, 5dias/semana do 28º até o 90º dia de vida. No fim do experimento, a massa corporal, adiposidade, sensibilidade à insulina, glicemia, insulinemia, insulina pancreática, atividade lipogênica do tecido adiposo mesentérico, atividade lipogênica e estoques de glicogênio no músculo gastrocnêmio e captação de glicose pelo músculo sóleo foram analizadas. O grupo Treinado apresentou menor ganho de massa corporal, acúmulo de gordura, síntese de lipídios, glicemia, insulinemia e insulina pancreática. Kitt, HOMA-IR, estoques de glicogênio no gastrocnêmio e captação de glicose pelo sóleo foram maiores nesse grupo. Portanto, concluímos que o exercício físico moderado realizado durante a infância pode contribuir para a redução da adiposidade corporal e resistência à insulina durante a fase adulta em ratos Wistar

High-Intensity Interval Training Improves Markers of Oxidative Metabolism in Skeletal Muscle of Individuals With Obesity and Insulin Resistance

Background: The excess body fat characteristic of obesity is related to various metabolic alterations, which includes insulin resistance (IR). Among the non-pharmacological measures used to improve insulin sensitivity are aerobic physical training, such as high-intensity interval training (HIIT). This study investigated the effects of 8 weeks of HIIT on blood and skeletal muscle markers related to IR and oxidative metabolism in physically inactive individuals with obesity and compared the changes between insulin resistant and non-insulin resistant phenotypes.Methods: Initially to investigate the effect of obesity and IR in the analyzed parameters, insulin-sensitive eutrophic volunteers (CON; n = 9) and obese non-insulin (OB; n = 9) and insulin-resistant (OBR; n = 8) were enrolled. Volunteers with obesity completed 8 weeks of HIIT in a cycle ergometer. Venous blood and vastus lateralis muscle samples were obtained before and after the HIIT. Body composition and peak oxygen consumption (VO2peak) were estimated before and after HIIT.Results: HIIT reduced IR assessed by the homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) in OBR (4.4 ± 1.4 versus 4.1 ± 2.2 μU L−2), but not in OB (HOMA-IR 1.8 ± 0.5 versus 2.3 ± 1.0 μU L−2) volunteers. HIIT increased VO2peak with no change in body fat in both groups. In skeletal muscle, HIIT increased the phosphorylation of IRS (Tyr612), Akt (Ser473), and increased protein content of β-HAD and COX-IV in both groups. There was a reduction in ERK1/2 phosphorylation in OBR after HIIT.Conclusion: Eight weeks of HIIT increased the content of proteins related to oxidative metabolism in skeletal muscle of individuals with obesity, independent of changes total body fat