Thermogenic brown and beige adipocytes convert chemical energy to heat by metabolizing glucose and lipids via uncoupling protein 1 (Ucp1), a process known as non-shivering thermogenesis. Serotonin (5-HT) neurons in the ventral medulla are known to regulate sympathetic efferent neurons in the intermediolateral nucleus (IML) necessary to maintain brown adipose tissue (BAT) activity. Previous studies show that mice lacking central 5-HT neurons are incapable of maintaining body temperature in cold, ambient conditions. Due to this direct linkage between 5-HT and thermoregulation, we hypothesized that central 5-HT neurons may be vital to the regulation of brown and beige adipocyte activity. Given that BAT consumes large amounts of substrate when active, we also hypothesized that inactivation of BAT due to deletion of the regulatory neural circuitry (5-HT neurons) would cause metabolic dysregulation. To test this, we generated mice in which the human diphtheria toxin (DT) receptor was selectively expressed in central 5-HT neurons under control of a Pet-1 promoter. Pet-1 is a transcription factor selectively located in mature, central 5-HT neurons. Coincidentally, some cells within pancreatic islets also express Pet-1, and contain adequate machinery to produce, release, and uptake 5-HT. Systemic treatment with DT eliminated 5-HT neurons and caused loss of thermoregulation, BAT steatosis, and a >50% decrease in Ucp1 expression in BAT and beige fat, indicative of reduced thermal production. In parallel, blood glucose increased 3.5-fold, free fatty acids 13.4-fold and triglycerides 6.5-fold. Intracerebroventricular (ICV) treatment with 1/30th the systemic dose of DT induced an even greater thermoregulatory impairment. The metabolic deficits following systemic DT treatment indicate that central 5-HT neurons are essential for proper metabolic regulation. However, such high levels of glucose and lipids also indicate failure of the pancreatic endocrine program following systemic treatment, likely due to moderate destruction of β-cells expressing Pet-1 and the DT receptor. Because ICV treatment caused even greater thermoregulatory and metabolic deficits, where little, if any, of the toxin would spread systemically, central 5-HT neurons are clearly essential for normal central regulation of metabolism. Interestingly, similar BAT and beige fat defects occurred in Lmx1bf/f/p mice, in which 5-HT neurons fail to develop in utero. Assessment of systemically treated animals using a euglycemic/hyperinsulinemic clamp showed extensive fasting hyperglycemia and systemic insulin resistance, coinciding with reduced glucose uptake in skeletal muscle and BAT. The hyperinsulinemic clamp failed to suppress hepatic glucose and fatty acid production, leading to the conclusion that loss of central 5-HT neurons disrupts central hepatic regulation. In attempts to induce BAT thermogenesis and metabolism, we optogenetically stimulated 5-HT neurons in the rostral raphe pallidus and measured BAT and body temperature along with blood glucose. Unfortunately, these stimulations were incapable of increasing BAT temperature and lowering blood glucose, perhaps limiting therapeutic potential of these 5-HT neurons. We conclude that 5-HT neurons are major players in central regulation of metabolic homeostasis, in part through recruitment and activation of brown and beige adipocytes and hepatic substrate production. Data also suggest that 5-HT neurons regulate glucose homeostasis via undefined neural mechanisms independently of BAT activity and pancreatic insulin secretion. Cumulative data on central 5-HT neurons indicate they are master regulators of whole-body metabolism.

Brown adipose tissue (BAT) is a critical organ for non-shivering thermogenesis, which is under control of both sympathetic and sensory neural innervation. We utilized both a retrograde sympathetic nerve tract tracer pseudorabies virus and an anterograde sensory tract tracer the H129 strain of herpes simplex virus-1 to locate individual neurons across the neuroaxis that are part of the SNS outflow from brain to interscapular BAT and are part of the sensory input to the brain. We found specific neuronal phenotype of the double-infected neurons distributed from the hindbrain to the forebrain with highest densities in several discrete brain regions: the paraventricular hypothalamus (PVH), lateral hypothalamus (LHA), parabrachial nucleus (PB) and raphe pallidus (RPa). The neuroanatomical reality of the SNS-sensory feedback loops suggests coordinated control of BAT thermogenesis at several sites and indicates plasticity of SNS-sensory crosstalk.

Faced with an environment of constantly changing nutrient availability, mammals have adapted complex homeostatic mechanisms to maintain energy balance. Deviations from this balance are largely corrected through a concerted, multi-organ effort that integrates hormonal signals with transcriptional regulatory networks. When these relationships are altered, as with over-nutrition and insulin resistance, metabolic disease ensues. Here, I present data concerning two distinct transcriptional pathways--one for thyroid hormone (TH) and one for insulin--that confer hormone responsiveness on metabolic gene programs that preserve energy homeostasis.

As stanniocalcinas (STC1 e STC2) são hormônios glicoproteicos identificados primeiramente em peixes ósseos, relacionados com o metabolismo do cálcio e fosfato. Recentes descobertas evidenciaram que as funções das STCs foram mantidas em mamíferos. A descoberta da localização do receptor para STC1 na membrana mitocondrial de roedores e sua ação como desacopladora da respiração celular sinalizam fortemente um importante papel desse hormônio no metabolismo intermediário de mamíferos. A STC estimula a lipogênese no tecido hepático e muscular de ratos, porém, suas ações sobre o metabolismo do tecido adiposo ainda não foram esclarecidas. No presente trabalho, estudamos o efeito, in vitro, da STC1 e da STC2 humanas, nas concentrações (A: 0,01ng/mL; B: 0,1ng/mL; C: 10ng/mL) no tecido adiposo branco (TAB) e no tecido adiposo marrom (TAM) em Rattus norvegicus machos, 300 ± 50g, alimentados ad libitum e submetidos ao jejum de 24 e 48 horas (n=61). Os resultados obtidos demonstram que, no TAB, a STC1 não apresentou efeito. Contudo, a STC2, nas concentrações A e C, diminuiu a formação de 14CO2 em animais em jejum de 24 horas e nas concentrações A e B, aumentou a incorporação de [214C] piruvato em 14C-glicerol, em animais alimentados (controle). No TAM, a STC1 na concentração B, diminuiu a formação de 14CO2 em animais alimentados (controle). Na mesma concentração, aumentou a incorporação de [214C] piruvato em 14C-glicerol em animais em jejum de 24 horas e aumentou a incorporação de 14C-ácido graxo em animais alimentados (controle). A STC2, na concentração B, diminuiu a formação de 14CO2 em animais alimentados (controle) e aumentou a formação de 14CO2 nos animais em jejum de 24 horas. A STC2 não alterou a via gliceroneogênica neste tecido. A dosagem plasmática do hormônio leptina apresentou acentuada diminuição no grupo jejum 48 horas. As STCs 1 e 2, nas concentrações utilizadas, não alteraram a atividade da enzima PEPCKc nos tecidos estudados (TAB e TAM), em animais alimentados (controle). Em quase todos os tratamentos observamos diferenças marcantes entre animais alimentados e jejuados. Este é o primeiro estudo que mostra as diferentes concentrações das STCs no metabolismo de lipídios. / The stanniocalcins (STC1 and STC2) are glycoprotein hormones related to the metabolism of calcium and phosphate first identified in fish bone. Recent findings showed that the functions of STCs were maintained in mammals. The discovery of the location of the receptor for STC1 in the mitochondrial membrane, as well as its uncoupling action of cellular respiration in rodents, strongly indicate an important role of this hormone in the intermediary metabolism of mammals. The STC stimulates lipogenesis in the liver and muscle tissue of rats. However, its action on the metabolism of adipose tissue has not yet been clarified. In this work, we studied the effect in vitro of human STC1 and STC2 concentrations (A: 0,01 ng/ml, B: 0,1 ng/ml, C: 10ng/mL) in white adipose tissue (WAT) and in brown adipose tissue (BAT) in male Rattus norvegicus , 300 ± 50 g , fed ad libitum and fasted for 24 and 48 hours (n= 61). The results show that in the WAT, the STC1 had no effect. However, STC2 at concentrations A and C decreased the formation of 14CO2 in fasted rats for 24 hours and the concentrations A and B increased the incorporation of [214C] into 14C-glycerol pyruvate in fed animals (control). In BAT, STC1 concentration B, decreased the formation of 14CO2 in fed animals (control). At the same concentration, increased the incorporation of [2 14C] pyruvate into 14C-glycerol in fasted rats for 24 hours and increased the incorporation of 14C-fatty acid in fed animals (control). The STC2 concentration B decreased the formation of 14CO2 in fed animals (control) and increased the formation of 14CO2 in animals fasted for 24 hours. The STC2 did not alter the glyceroneogenesis pathway in this tissue. The serum levels of leptin showed marked decrease in the group fasting for 48 hours. The STCs 1 and 2, in the concentrations used, did not alter the PEPCKc enzyme activity in the tissues studied (WAT and BAT) in fed animals (control). In almost all treatments we observed striking differences between fed and fasted animals. This is the first study that shows the effect of different concentrations of STCs in the metabolism of lipids.

As stanniocalcinas (STC1 e STC2) são hormônios glicoproteicos identificados primeiramente em peixes ósseos, relacionados com o metabolismo do cálcio e fosfato. Recentes descobertas evidenciaram que as funções das STCs foram mantidas em mamíferos. A descoberta da localização do receptor para STC1 na membrana mitocondrial de roedores e sua ação como desacopladora da respiração celular sinalizam fortemente um importante papel desse hormônio no metabolismo intermediário de mamíferos. A STC estimula a lipogênese no tecido hepático e muscular de ratos, porém, suas ações sobre o metabolismo do tecido adiposo ainda não foram esclarecidas. No presente trabalho, estudamos o efeito, in vitro, da STC1 e da STC2 humanas, nas concentrações (A: 0,01ng/mL; B: 0,1ng/mL; C: 10ng/mL) no tecido adiposo branco (TAB) e no tecido adiposo marrom (TAM) em Rattus norvegicus machos, 300 ± 50g, alimentados ad libitum e submetidos ao jejum de 24 e 48 horas (n=61). Os resultados obtidos demonstram que, no TAB, a STC1 não apresentou efeito. Contudo, a STC2, nas concentrações A e C, diminuiu a formação de 14CO2 em animais em jejum de 24 horas e nas concentrações A e B, aumentou a incorporação de [214C] piruvato em 14C-glicerol, em animais alimentados (controle). No TAM, a STC1 na concentração B, diminuiu a formação de 14CO2 em animais alimentados (controle). Na mesma concentração, aumentou a incorporação de [214C] piruvato em 14C-glicerol em animais em jejum de 24 horas e aumentou a incorporação de 14C-ácido graxo em animais alimentados (controle). A STC2, na concentração B, diminuiu a formação de 14CO2 em animais alimentados (controle) e aumentou a formação de 14CO2 nos animais em jejum de 24 horas. A STC2 não alterou a via gliceroneogênica neste tecido. A dosagem plasmática do hormônio leptina apresentou acentuada diminuição no grupo jejum 48 horas. As STCs 1 e 2, nas concentrações utilizadas, não alteraram a atividade da enzima PEPCKc nos tecidos estudados (TAB e TAM), em animais alimentados (controle). Em quase todos os tratamentos observamos diferenças marcantes entre animais alimentados e jejuados. Este é o primeiro estudo que mostra as diferentes concentrações das STCs no metabolismo de lipídios. / The stanniocalcins (STC1 and STC2) are glycoprotein hormones related to the metabolism of calcium and phosphate first identified in fish bone. Recent findings showed that the functions of STCs were maintained in mammals. The discovery of the location of the receptor for STC1 in the mitochondrial membrane, as well as its uncoupling action of cellular respiration in rodents, strongly indicate an important role of this hormone in the intermediary metabolism of mammals. The STC stimulates lipogenesis in the liver and muscle tissue of rats. However, its action on the metabolism of adipose tissue has not yet been clarified. In this work, we studied the effect in vitro of human STC1 and STC2 concentrations (A: 0,01 ng/ml, B: 0,1 ng/ml, C: 10ng/mL) in white adipose tissue (WAT) and in brown adipose tissue (BAT) in male Rattus norvegicus , 300 ± 50 g , fed ad libitum and fasted for 24 and 48 hours (n= 61). The results show that in the WAT, the STC1 had no effect. However, STC2 at concentrations A and C decreased the formation of 14CO2 in fasted rats for 24 hours and the concentrations A and B increased the incorporation of [214C] into 14C-glycerol pyruvate in fed animals (control). In BAT, STC1 concentration B, decreased the formation of 14CO2 in fed animals (control). At the same concentration, increased the incorporation of [2 14C] pyruvate into 14C-glycerol in fasted rats for 24 hours and increased the incorporation of 14C-fatty acid in fed animals (control). The STC2 concentration B decreased the formation of 14CO2 in fed animals (control) and increased the formation of 14CO2 in animals fasted for 24 hours. The STC2 did not alter the glyceroneogenesis pathway in this tissue. The serum levels of leptin showed marked decrease in the group fasting for 48 hours. The STCs 1 and 2, in the concentrations used, did not alter the PEPCKc enzyme activity in the tissues studied (WAT and BAT) in fed animals (control). In almost all treatments we observed striking differences between fed and fasted animals. This is the first study that shows the effect of different concentrations of STCs in the metabolism of lipids.

As stanniocalcinas (STC1 e STC2) são hormônios glicoproteicos identificados primeiramente em peixes ósseos, relacionados com o metabolismo do cálcio e fosfato. Recentes descobertas evidenciaram que as funções das STCs foram mantidas em mamíferos. A descoberta da localização do receptor para STC1 na membrana mitocondrial de roedores e sua ação como desacopladora da respiração celular sinalizam fortemente um importante papel desse hormônio no metabolismo intermediário de mamíferos. A STC estimula a lipogênese no tecido hepático e muscular de ratos, porém, suas ações sobre o metabolismo do tecido adiposo ainda não foram esclarecidas. No presente trabalho, estudamos o efeito, in vitro, da STC1 e da STC2 humanas, nas concentrações (A: 0,01ng/mL; B: 0,1ng/mL; C: 10ng/mL) no tecido adiposo branco (TAB) e no tecido adiposo marrom (TAM) em Rattus norvegicus machos, 300 ± 50g, alimentados ad libitum e submetidos ao jejum de 24 e 48 horas (n=61). Os resultados obtidos demonstram que, no TAB, a STC1 não apresentou efeito. Contudo, a STC2, nas concentrações A e C, diminuiu a formação de 14CO2 em animais em jejum de 24 horas e nas concentrações A e B, aumentou a incorporação de [214C] piruvato em 14C-glicerol, em animais alimentados (controle). No TAM, a STC1 na concentração B, diminuiu a formação de 14CO2 em animais alimentados (controle). Na mesma concentração, aumentou a incorporação de [214C] piruvato em 14C-glicerol em animais em jejum de 24 horas e aumentou a incorporação de 14C-ácido graxo em animais alimentados (controle). A STC2, na concentração B, diminuiu a formação de 14CO2 em animais alimentados (controle) e aumentou a formação de 14CO2 nos animais em jejum de 24 horas. A STC2 não alterou a via gliceroneogênica neste tecido. A dosagem plasmática do hormônio leptina apresentou acentuada diminuição no grupo jejum 48 horas. As STCs 1 e 2, nas concentrações utilizadas, não alteraram a atividade da enzima PEPCKc nos tecidos estudados (TAB e TAM), em animais alimentados (controle). Em quase todos os tratamentos observamos diferenças marcantes entre animais alimentados e jejuados. Este é o primeiro estudo que mostra as diferentes concentrações das STCs no metabolismo de lipídios. / The stanniocalcins (STC1 and STC2) are glycoprotein hormones related to the metabolism of calcium and phosphate first identified in fish bone. Recent findings showed that the functions of STCs were maintained in mammals. The discovery of the location of the receptor for STC1 in the mitochondrial membrane, as well as its uncoupling action of cellular respiration in rodents, strongly indicate an important role of this hormone in the intermediary metabolism of mammals. The STC stimulates lipogenesis in the liver and muscle tissue of rats. However, its action on the metabolism of adipose tissue has not yet been clarified. In this work, we studied the effect in vitro of human STC1 and STC2 concentrations (A: 0,01 ng/ml, B: 0,1 ng/ml, C: 10ng/mL) in white adipose tissue (WAT) and in brown adipose tissue (BAT) in male Rattus norvegicus , 300 ± 50 g , fed ad libitum and fasted for 24 and 48 hours (n= 61). The results show that in the WAT, the STC1 had no effect. However, STC2 at concentrations A and C decreased the formation of 14CO2 in fasted rats for 24 hours and the concentrations A and B increased the incorporation of [214C] into 14C-glycerol pyruvate in fed animals (control). In BAT, STC1 concentration B, decreased the formation of 14CO2 in fed animals (control). At the same concentration, increased the incorporation of [2 14C] pyruvate into 14C-glycerol in fasted rats for 24 hours and increased the incorporation of 14C-fatty acid in fed animals (control). The STC2 concentration B decreased the formation of 14CO2 in fed animals (control) and increased the formation of 14CO2 in animals fasted for 24 hours. The STC2 did not alter the glyceroneogenesis pathway in this tissue. The serum levels of leptin showed marked decrease in the group fasting for 48 hours. The STCs 1 and 2, in the concentrations used, did not alter the PEPCKc enzyme activity in the tissues studied (WAT and BAT) in fed animals (control). In almost all treatments we observed striking differences between fed and fasted animals. This is the first study that shows the effect of different concentrations of STCs in the metabolism of lipids.

O peso corporal dos animais tende a ser relativamente estável durante longos períodos de tempo. Situações de restrição calórica ou aumento na ingestão de calorias levam a alterações fisiológicas compensatórias que resistem aos efeitos destas perturbações. De fato, o gasto energético aumenta em animais submetidos à dieta hipercalórica, a chamada termogênese facultativa, de modo a manter os estoques energéticos constantes. É possível que defeitos na termogênese facultativa estejam envolvidos no desenvolvimento da obesidade. O BAT, o principal sítio de termogênese facultativa, é ativado pela liberação de NE pelo Sistema Nervoso Simpático, que se liga aos receptores adrenérgicos b1, b2 e b3 expressos nos adipócitos marrons. Diversos estudos demonstram que os receptores b são importantes na proteção contra a obesidade, mas ainda não é claro qual o papel de cada isoforma neste processo. Assim sendo, o objetivo do nosso trabalho foi avaliar o papel das isoformas b1 e b2 na mediação da termogênese facultativa induzida pela dieta. Para tanto, nós tratamos camundongos com nocaute para o receptor adrenérgico b1 (KOb1) e camundongos com nocaute para o receptor b2 (KOb2) com dieta hipercalórica por 22 semanas. O peso corporal foi medido diariamente e o consumo de oxigênio foi determinado usando-se um sistema de respirometria aberto ao final do experimento. A composição corporal foi determinada pela análise da carcaça. Animais foram expostos ao frio de 4ºC por 4h e sua temperatura corporal foi medida em vários tempos e a resposta térmica do iBAT foi determinada pela infusão de NE ou agonista b adrenérgico. Além disso, foram determinados os níveis de RNAm das isoformas de receptores adrenérgicos b nos animais nocaute. Os resultados obtidos em nosso estudo mostram que os animais KOb1 e KOb2 tratados com dieta hipercalórica não desenvolvem obesidade mais severa do que os animais selvagens mas não são capazes de aumentar o consumo de oxigênio induzido pela dieta, sugerindo que estes receptores não são relevantes na termogênese induzida pela dieta. Por outro lado, nossos dados indicam que a presença do receptor b1 é exigida para termogênese induzida pelo frio, uma vez que os camundongos KOb1 são sensíveis ao frio e a capacidade termogênica do BAT destes animais em reposta à NE é bastante reduzida quando comparados com animais selvagens. A ausência do receptor b2 não piora a resposta dos animais ao frio sugerindo que esta isoforma não esteja envolvida na termogênese induzida pela dieta ou pelo frio. Os nossos achados indicam que a isoforma do receptor adrenérgico b1 é fundamental na termogênese induzida pelo frio, mas não pela dieta. Além disso, é provável que a termogênese induzida pela dieta seja regulada por mecanismos distintos da termogênese induzida pelo frio. / The body weight of animals tends to be relatively stable over long periods of time. Situations of caloric restriction or increase in intake of calories lead to compensatory physiological changes that resist the effects of these disorders. In fact, the energy expenditure increases in animals treated with diet hypercaloric called facultative thermogenesis, in order to keep to energy stock constant. Defects in this facultative thermogenesis may be related to the development of obesity. Brown adipose tissue is the main site of facultative thermogenesis and is activated by signaling of b1, b2 e b3 adrenergic receptors by Norepinephrine released by Sympathetic Nervous System. Several studies showed that the isoforms b of adrenergic receptors are important in mechanisms involved in obesity and also in promoting cold tolerance. Nonetheless, it is unclear the role of each isoform in these process. Therefore, the purpose of our study was to evaluate the role of isoforms b1 and b2 in mediate the facultative thermogenesis. For that, we fed nocaute mice for the adrenergic receptor b1 (KOb1) and nocaute mice for the adrenergic receptor b2 (KOb2) with high fat diet for 22 weeks. During treatment body weight was determined daily. By the end of the experiment oxygen consumption was measured using a system of open respirometry and body composition was determined by analysis of the carcass. We also exposed KOb1 and KOb2 animals to cold (4C). The thermogenic response of iBAT was evaluated through i.v NE infusion. The results obtained in our study showed that the animals KOb1 and KOb2 treated with high fat diet did not gain more fat when compared to wild type animals, but are unable to increase the oxygen consumption, suggesting that these receptors are not relevant in development of obesity. Furthermore, our data indicate that the presence of the b1 receptor is required for cold-induced thermogenesis, since the KOb1 mice are sensitive to cold and BAT thermogenic response is significantly impaired when compared with animals wild type. The absence of b2 receptor does not worsen the response of animals to cold suggesting that this isoform is not involved in the diet- or cold- induced thermogenesis. In conclusion, our findings indicate that the b1 isoform of the adrenergic receptor is critical in the cold-induced thermogenesis, but not in diet induced thermogenesis. Moreover, it is likely that the diet-induced thermogenesis and cold-induced thermogenesis are regulated by different mechanisms.

Orientadores: Mario José Abdalla Saad, Alexandre Gabarra de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_JulianaPaula_M.pdf: 4915396 bytes, checksum: 09ea43792fb47457eab9ac0df46c3416 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A obesidade representa o maior fator de risco para o desenvolvimento de doenças como diabetes tipo 2, dislipidemia, esteatose hepática, doenças vasculares e alguns tipos de cânceres. Embora o aumento do tecido adiposo seja a principal característica da obesidade, nem todo depósito de gordura é prejudicial. Isso se deve ao fato do tecido adiposo ser subdividido em dois tipos: branco e marrom, os quais apresentam características bem distintas. O tecido adiposo branco estoca energia na forma de triglicerídeos, produz a secreção de vários tipos de citocinas inflamatórias e o seu aumento está associado a um estado inflamatório subclínico do organismo. Já o tecido adiposo marrom é especializado na dissipação da energia em forma de calor, estudos vêm mostrando a sua associação com a melhora da resistência à insulina e menor índice de massa corporal, por isso, o seu aumento pode ser potencial alvo para o tratamento de síndromes metabólicas. Paralelamente, estudos comprovaram que o exercício físico, quando praticado de forma crônica, pode exercer importante efeito anti-inflamatório nos obesos. Este efeito está associado à redução da massa de tecido adiposo branco e estudos comprovaram que o exercício também é capaz de promover o aumento da massa do tecido adiposo marrom. No entanto, ainda não está claro quais os mecanismos envolvidos para tais benefícios. Diante disso, o objetivo do nosso trabalho foi avaliar o efeito profilático do exercício crônico sobre a massa do tecido adiposo (branco e marrom), marcadores inflamatórios e resistência à insulina em ratos alimentados com dieta hiperlipídica. Além de verificar os mecanismos pelos quais o exercício é capaz de aumentar a atividade termogênica do tecido adiposo marrom. Para isso, utilizamos ratos Wistar, divididos em 3 grupos: animais alimentados com dieta padrão para roedores (CTL), animais alimentados com dieta hiperlipídica (HFD) e animais alimentados com dieta hiperlipídica e submetidos ao treinamento de natação (EXE). O protocolo de treinamento utilizado foi de 8 semanas. Nossos resultados mostraram que o exercício crônico de 8 semanas foi capaz de atenuar o desenvolvimento da massa de gordura e a expressão das proteínas de formação do tecido adiposo branco (TAB); apresentou efeito protetor contra a intolerância à glicose e RI. Fora também observado a redução dos circulantes de LPS, TNF-? e AGLs, além da expressão das serinas quinases JNK E IKK. Além disso, os dados demonstram ainda o efeito positivo do exercício na via de sinalização da insulina; aumento da massa do tecido adiposo marrom (TAM) e da expressão de proteínas envolvidas no processo de termogênese. Por último, verificamos que o exercício crônico foi capaz de atenuar a infiltração de macrófagos no TAM e promover maior polarização de macrófagos do tipo M2 no TAM. A partir dessas análises, podemos entender em parte que o exercício físico, quando aplicado antes do estabelecimento da obesidade, é capaz de atenuar o quadro de resistência à insulina e os efeitos deletérios da inflamação causada pela dieta hiperlipídica. Além de contribuir para a maior atividade do TAM através de um mecanismo orquestrado pela ativação alternativa de macrófagos / Abstract: Obesity is a major risk factor for the development of diseases such as type 2 diabetes, dyslipidemia, fatty liver, vascular disease and some cancers. Although the increase in adipose tissue is a hallmark of obesity, not every deposit of fat is harmful. This is because adipose tissue is subdivided into two types: white and brown, which have very different characteristics. White adipose tissue stocks energy in the form of triglycerides, and it is responsible to the secretion of various cytokines and their increase is associated with a proinflammatory state of the organism. As brown adipose tissue is specialized in the dissipation of energy as heat, studies have shown its association with improved insulin resistance and lower body mass index. Therefore, its increase may be a potential target for the treatment of metabolic syndromes. In parallel, studies have shown that chronic exercise may have an important anti-inflammatory effect on obesity due to a reduction mass of white adipose tissue and the capacity to promote the increased mass of brown adipose tissue. However, it remains unclear which mechanisms are involved for such benefits. Therefore, the aim of our study was to evaluate the prophylactic effect of chronic exercise on the mass of adipose tissue (white and brown), inflammatory markers and insulin resistance in high-fat diet rats. Besides, our study verified the mechanisms by which exercise can increase the thermogenic activity of brown adipose tissue. For this, we used 6 weeks male Wistar rats, which were divided into 3 groups as follows: animals fed with standard rodent diet (CTL) animals fed with high fat diet (HFD) and animals fed with high fat diet and submitted to swimming training (EXE). The training protocol used was 8 weeks. Our results showed that 8 weeks of chronic exercise was able to attenuate the development of fat mass and protein expression formation of white adipose tissue (WAT). It was also shown a protective effect against glucose intolerance and insulin and observed a reduction of circulating LPS, TNF-? and FFA, in addition to the expression of serine kinases JNK and IKK. The results also demonstrate the positive effect of exercise on insulin signaling pathway, increasing the mass of brown adipose tissue (BAT) and the expression of proteins involved in the thermogenesis process, which resulted in higher accumulation of fat in the adipocytes of TAM. Finally, we found that chronic exercise was able to attenuate the infiltration of macrophages in the TAM and promote greater polarization of the type M2 macrophages in TAM. From these analyses, we can understand in part that exercise, when applied before the onset of obesity, is able to attenuate the context of insulin resistance and the deleterious effects of inflammation caused by high-fat diet, contributing to the higher activity of TAM through an alternative orchestrated macrophage activation mechanism / Mestrado / Fisiopatologia Médica / Mestra em Ciências

Yoshinori Hiraoka, Tatsuhiko Matsuoka, Mikiko Ohno, Kazuhiro Nakamura, Sayaka Saijo, Shigenobu Matsumura, Kiyoto Nishi, Jiro Sakamoto, Po-Min Chen, Kazuo Inoue, Tohru Fushiki, Toru Kita, Takeshi Kimura & Eiichiro Nishi "Critical roles of nardilysin in the maintenance of body temperature homoeostasis" Nature Communications 5, Article number: 3224 doi:10.1038/ncomms4224 / 京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第18454号 / 医博第3909号 / 新制||医||1004(附属図書館) / 31332 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 渡邉 大, 教授 福田 和彦, 教授 瀬原 淳子 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第19785号 / 農博第2181号 / 新制||農||1042(附属図書館) / 学位論文||H28||N5001(農学部図書室) / 32821 / 京都大学大学院農学研究科食品生物科学専攻 / (主査)教授 河田 照雄, 教授 金本 龍平, 教授 谷 史人 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DGAM