Orientador: Massanori Takaki / Banca: Giuseppina Pace Pereira Lima / Banca: Lilian Beatriz Penteado Zaidan / Resumo: O maracujá-amarelo é uma fruta de grande valor econômico e cultural no Brasil, país com a maior produção e consumo do fruto atualmente. Apesar da grande importância do fruto, a mobilização da reserva de suas sementes durante a germinação não é conhecida. Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar as alterações histológicas e bioquímicas ocorridas na semente durante os primeiros dez dias de germinação. Extrações de carboidratos, lipídios e proteínas foram realizadas juntamente com a análise histoquímica das sementes nos períodos de 0, 2, 4, 6, 8 e 10 dias de germinação tanto sob luz branca quanto no escuro. Os resultados mostraram que a principal reserva das sementes é lipídica, pois o seu consumo é alto durante a germinação, porém também há variações nos níveis de proteínas e carboidratos que podem estar envolvidas no processo de germinação. / Abstract: The Yellow Passion fruit is of great economic and cultural value in Brazil, the country with the largest production and consumption nowadays. Despite its great importance, the mobilization of the seed reserves is unknown. Therefore, our objective was to evaluate the histological and biochemical changes that occur in the seed during the first ten days of germination. Carbohydrates, lipid and protein extractions were done along with seed histochemical analysis at 0, 2, 4, 6, 8 and 10 days of germination under continuous white light and darkness. The results showed that lipids are the main reserve, for its consumption is high during germination, but there are also variations in protein and carbohydrates levels that may be involved in the germination process. / Mestre

Orientador: Dalton José Carneiro / Banca: Elisabeth Criscuolo Urbinati / Banca: Margarida Maria Barros / Banca: Wilson Rogério Boscolo / Banca: Carlo Rossi Del Carratore / Resumo: O processamento dos alimentos e rações, tais como extrusão e peletização, cada vez mais fazem parte de qualquer produção de ração animal. Nesse sentido, o conhecimento das alterações químico-bromatológicas no alimento submetido ao processamento é imprescindível para a correta suplementação das exigências nutricionais das espécies animais, além de buscar as melhores condições de processamento na tentativa de minimizar degradações e perdas de biodisponibilidade dos nutrientes de alimentos submetidos a tratamento térmico. O objetivo deste estudo foi caracterizar a composição de nutrientes de alimentos energéticos utilizados na nutrição animal (milho, farelo de trigo, quirera de arroz e sorgo), antes e após serem submetidos ao processamento por peletização ou extrusão. Foram analisados proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE), matéria mineral (MM), energia bruta (EB), fibra bruta (FB), fibra em detergente neutro (FDN), açúcares solúveis (AS), amido (AMD), amilose (AML), amilopectina (AMP). A geleificação do amido foi observada por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, foram comparadas a metodologia de Weende, pela equação do extrativo não nitrogenado (ENN) e a de Van Soest, pela equação dos carboidratos não fibrosos (CNF), para fracionamento e determinação dos carboidratos digeríveis. Os resultados demonstraram diferenças na determinação de carboidratos (CHO) por ambas as metodologias, com superestimação de CHO digerível quando se utiliza a metodologia de Weende. A extrusão dos alimentos energéticos provocou diminuição dos teores de PB, EE e FDN no farelo de trigo, com tendência ao mesmo comportamento para os demais alimentos. Não foram observadas diferenças na análise dos alimentos peletizados, quando comparados com os crus. As micrografias de MEV mostraram maiores áreas de geleificação nos ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The processing of animal foods, as extrusion and pelletization, take part in all production of animal foods more and more. Therefore, it is very important to know about the chemical-bromatologic changes in the source which was put in a processing for the correct supplementation of the nutritional needs of the species. Also, it allows to find better conditions of processing in the attempt of decreasing degradations and losses of bioavailability of the nutrients in the foods submitted in a thermal treatment. The objective of this study was to characterize the composition of nutrients in the energetic sources which were used in the animal nutrition (corn, wheat meal, broken rice or sorghum), before and after of being submitted to the processing by pelletization and extrusion. There were analyzed the crude protein (CP), ether extract (EE), mineral matter (MM), crude energy (CE), crude fiber (CF), fiber in neutral detergent (FND), soluble sugars (SS), starch (ST), amylose (AML), amylopectin (AMP). The gelatinization of the starch there were observed by scanning electron microscopy (SEM). Also, the methodology of Weende by equation of the nonnitrogen extract (NNE) and the methodology of Van Soest by equation of the nonfiber carbohydrates (NFC) were compared for fractionation and determination of the digestible carbohydrates. The results showed difference in the determination of carbohydrates (CHO) in both methodologies, with overestimation of the digestible CHO when it is utilized in the methodology of Weende. The extrusion of the energetic sources caused decrease on CP, EE and FND in the wheat meal, with tendency of the same behaviour to the other sources. However, in the analysis of the pelletized sources, no differences were observed, if compared with the crude ones. The micrographs of SEM showed larger areas of gelatinization to extruded sources, especially in the sorghum and broken rice / Doutor

Orientador: Célia Maria Landi Franco / Banca: Maria Teresa Pedrosa Silva / Banca: Thais de Souza Rocha / Banca: José Francisco Lopes Filho / Banca: Ana Carolina Conti e Silva / Resumo: Amido resistente (AR) é definido como o amido, ou fração de amido, que não é digerido no trato gastrointestinal e pode ser fermentado no cólon apresentando propriedades funcionais similares às das fibras alimentares. A aplicação de AR em produtos de panificação permite aumentar o teor de fibras desses alimentos sem provocar grandes alterações em suas características sensoriais demandando menores ajustes na formulação devido à menor absorção de água destes comparados às fibras tradicionais. Nesse trabalho amidos de banana, batata, mandioca e milho foram modificados por tratamento térmico a baixa umidade (TTBU), e por intercruzamento visando a obtenção de AR e sua aplicação em bolos. O TTBU foi aplicado aos amidos condicionados a 18, 20 e 35 % de umidade utilizando ciclos de aquecimento (130 ºC), resfriamento (4 ºC) e congelamento (-18 ºC). O intercruzamento foi realizado utilizando uma mistura de trimetafosfato de sódio e tripolifosfato de sódio (99:1) a 45 ºC durante diferentes tempos. As características estruturais dos amidos nativos e modificados foram estudadas usando difração de raios-X, ressonância magnética nuclear de 31P (31P RMN), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e calorimetria explanatória diferencial (DSC). As propriedades de pasta, o teor de fósforo e digestibilidade dos amidos foram também determinados. A modificação dos amidos por TTBU resultou em baixos teores de AR que não ultrapassou 2,57% nos amidos gelatinizados em todas as condições testadas. O intercruzamento aumentou o teor de AR que atingiu 88,66, 65,40, 60,08, e 43,56 % nos amidos de batata, mandioca, banana e milho, respectivamente, com teores máximos de fósforo permitidos para aplicação em produtos alimentícios. O aumento no tempo de tratamento resultou em maiores teores de fósforo, redução nos teores de amido rapidamente digerível e amido... / Abstract: Resistant starch (RS) is defined as starch, or starch fraction, which is not digested in the gastrointestinal tract and can be fermented in the colon performing similar functional properties to those of dietary fiber. The RS application in bakery products can increase the fiber content of these foods without causing major changes in their sensory characteristics, requiring minor adjustments in formulation due to lower water absorption of RS compared to traditional fibers. In this work banana, cassava, corn and potato starches have been modified by heat moisture treatment (HMT), and crosslinking to obtain RS and then apply it in cakes. The HMT was conducted in starch conditioned at 18, 20 and 35% moisture using heating (130 °C), cooling (4 °C) and freezing (-18 °C) cycles. The starches were cross-linked using a mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate (99:1) at 45 °C for different times. The structural characteristics of native and modified starches were studied using X-ray diffraction, 31P nuclear magnetic resonance (31P NMR), scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC). Pasting properties, phosphorus content and digestibility of starches were also determined. The modification of starches by HMT resulted in low RS content, which didn't exceed 2.57% in gelatinized starches for all conditions used. The RS content of cross-linked starches increased reaching 88.66, 65.40, 60.08 and 43.56% for potato starch, cassava, banana and corn, respectively, with acceptable phosphorous content. The higher treatment time resulted in higher levels of phosphorus, reduction in starch rapidly digestible starch (RDS) and slowly digestible starch (LDS) contents and increase the RS content of all starches. However, starches of different botanical sources show different behavior during phosphorylation and different RS contents ... / Doutor

Na produção industrial de café solúvel, grandes quantidades de resíduo de borra de café são geradas. Em média, para cada tonelada de café verde, 480kg de borra é produzida. Este um resíduo sólido, usado atualmente para gerar energia nas caldeiras da indústria de café solúvel, ou também como adubo na agricultura. Buscando um melhor aproveitamento, este trabalho objetivou estudar a viabilidade de hidrolisar a borra de café para a produção de carboidratos. A hidrólise foi promovida com ácido clorídrico em diferentes temperaturas e pressões, usando banho-maria ou autoclave. Uma hidrólise enzimática com Viscozyme L foi desenvolvida utilizando-se papel Whatman no1 e as condições ótimas foram determinadas usando-se, delineamento composto central rotacional (DCCR). As melhores condições para hidrolisar a celulose do papel de filtro foram 50 FBG (Fungal β-glucanase) da enzima Viscozyme L em pH 4,0, por uma hora de reação à 45ºC. A borra de café foi hidrolisada sob as mesmas condições acima descritas para o papel de filtro, entretanto esta hidrólise não foi eficiente. A combinação da hidrolise enzimática como um pré-tratamento da borra de café, seguida da hidrólise ácida usando ácido clorídrico conduzida, em autoclave,(120 ºC por 2 h) resultou em uma maior produção de glucose analisada por HPLC. Uma outra forma de aproveitamento da borra foi avaliada utilizando-a como fonte de substrato no meio de cultura para o crescimento do Botryosphaeria rhodina MAMB-05 e concomitante produção das enzimas lacase e celulase. Os melhores resultados obtidos foram em empregando-se 8% de borra de café com adição do meio mínimo de Vogel, sob agitação(180 rpm) a 28ºC. Os compostos fenólicos presentes na borra de café parece ter induzido lacase para o Botryosphaeria rhodina MAMB-05. / In the industrial production of soluble coffee, huge amounts of extracted coffee residues are generated; onaverage, for eachtonne of green coffee extracted, 480 kg of coffee ground waste is produced. This is a solid residue currently used to generate energy at the steam boilers from the soluble coffee industry. Some is also used or as fertilizer on agriculture fields. Seeking a better end use, the work reported here aimed to study the viability of hydrolyzing the coffee ground residue for the production of carbohydrates. Hydrolysis was undertaken with hydrochloric acid at different temperatures and pressures, using a water bath or autoclave.An enzymatic hydrolysis with Viscozyme Lwas developed using Whatman filter paper No1 and the optimal conditions were determined using a rotational central composite experimental design (DCCR).The best conditions to hydrolyze filter paper cellulose were 50 FBG (Fungal β-glucanase) of Viscozyme L at pH 4.0 for 1.0 h and 45 ºC. The ground coffee was hydrolyzed under the same conditions as described above for filter paper, however this enzymatic hydrolysis was not efficient. A combination of enzymatic hydrolysis as a pre-treatment for the ground coffee followed by acid hydrolysis using HCl conducted in an autoclave (120 C for 2.0 h) resulted in higher production of glucose as analyzed by HPLC. Another end use of the ground coffee evaluated was as source of substrate in the culture medium to grow Botryosphaeria rhodina MAMB-05 to produce the enzymes laccase and cellulase. Highest enzyme titres obtained were with 8% (w/v) coffee grounds to which was added a minimum salts medium(Vogel), under agitation conditions (180 rpm) at 28ºC. The phenolic compounds present in the coffee grounds appear to have induced laccase by Botryosphaeria rhodina.

Orientador: Gisela Ferreira / Banca: Giuseppina Pace Pereira Lima / Banca: Carmen Silvia Fernandes Boaro / Banca: Magali Ribeiro da Silva / Banca: Luciana Alves Fogaça / Resumo: A espécie Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer (araticum-de-terra-fria) é utilizada como portaenxerto para espécies da família Annonaceae. Sugere-se que a semeadura dessa espécie seja realizada logo após a extração das sementes, indicando que essas não toleram a dessecação. O objetivo do trabalho foi estudar a maturação e a aquisição de tolerância à dessecação de sementes de Annona emarginata correlacionando as fases do desenvolvimento das sementes, níveis de secagem e o armazenamento com o balanço hormonal, açúcares solúveis, lipídeos, proteínas solúveis, proteínas LEA e a atividade de enzimas de estresse. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Fisiologia da Germinação de Sementes do Departamento de Botânica do Instituto de Biociências - IB, da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP), Campus de Botucatu-SP. Foram realizadas cinco coletas e para cada uma delas os frutos foram analisados quanto ao tamanho, coloração, porcentagem de sólidos solúveis totais (°Brix), textura, peso, número e tamanho das sementes. As sementes provenientes desses frutos em diferentes estádios de maturação foram submetidas às análises anatômicas, determinação do teor de água inicial, curva de secagem, teste de germinação, armazenamento à baixa temperatura (-5°C) e análises bioquímicas (açúcares solúveis totais e açúcares redutores totais; proteínas totais; proteínas LEA; lipídeos totais; atividade da peroxidase; atividade da superóxido dismutase; quantificação dos teores de lipoperóxidos e quantificação hormonal). Os dados foram submetidos à análise de variância (teste F) e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Observamos que sementes de Annona emarginata adquirem tolerância à dessecação aos 116 DAF, quando o embrião já está desenvolvido com acúmulo de sacarose, proteínas LEA além de baixa atividade de enzimas de ... / Abstract: The species Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer (araticum-de-terra-fria) is used as rootstock to Annonaceae family species. Suggest that the sowing of this species is carried out right after the seeds extraction, indicating that those are not tolerate to desiccation. The objective of the study was the maturation and the tolerance acquisition to desiccation of seeds of Annona emarginata correlating to the phases of seeds development, drying levels and storage with hormonal balance, soluble sugars, lipids, soluble proteins, LEA proteins and stress enzyme activity. The experiments were performed at the Laboratory of Physiology of Seed Germination of the Department of Botany, Institute of Biosciences - IB, Universidade Estadual Paulista "Julio de Mesquita Filho" (UNESP), Botucatu-SP. Were performed five collections and for each one of them the fruits at different stages were analyzed for size, coloring, total soluble solids percentage (° Brix), texture, weight, number and size of seeds. The seeds from those fruits at different stages of maturation were subjected to anatomical analyzes, determination of initial water content, drying curve, germination test, storage at low temperature (-5°C) and biochemical analyzes (total soluble sugars and total reducing sugars; total proteins; LEA proteins; total lipids; peroxidase activity; superoxide dismutase activity; lipoperoxide content quantification and hormone quantification). Tha data were submitted to the ANOVA (F test) and the averages compared by the Tukey test at 5% probability. We observed that seeds of Annona emarginata acquire tolerance to desiccation at 116 DAF, when the embryo is already developed with sucrose accumulation, LEA proteins, beyond low activity of stress enzymes (SOD, POD and Lipoperoxide levels). However, these seeds have reduced longevity, completely losing viability after 180 days of storage, regardless of the water content showed that, due to the damage caused by low ... / Doutor

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Com as descobertas das inúmeras aplicações potenciais da biomassa de microalgas é necessário o desenvolvimento de ferramentas que visem auxiliar o aumento da produtividade dos cultivos. A espectrometria por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) é uma técnica versátil e rápida utilizada na identificação, caracterização e quantificação de diversos compostos moleculares. Sua aplicação está definida de acordo com a região espectral a ser analisada. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia que torne possível a utilização da espectroscopia FTIR na região do infravermelho médio (MIR) para quantificar os teores de lipídeos, proteínas, carboidratos e células de Scenedesmus sp. Para tanto, a biomassa de Scenedesmus sp. foi analisada diariamente por métodos tradicionais e através do espectro FTIR. Posteriormente os dados foram correlacionados com as bandas de absorção características de cada composto. O modelo gerado para lipídeos na região entre 3000-2800 cm-1 obteve o maior coeficiente de correlação (R2) de 0,8265. Para os carboidratos, a banda de absorção que melhor representou as ligações características foi entre 1200-950cm-1, com R2=0,8023. Já para proteínas, a escolha do método tradicional não mostrou boa relação com os resultados do FTIR. Quando a concentração celular foi correlacionada com a área total foi obtido R2=0,7900. Por fim, realizaram-se experimentos para validar os modelos preditos, obtendo bons resultados para a quantificação de lipídeos e carboidratos. O FTIR mostra ser uma ferramenta eficiente para estimar os conteúdos de lipídeos e carboidratos de Scenedesmus sp. Além disso, o FTIR permite análise simultânea de múltiplos metabolitos que permitirá o monitoramento mais detalhado do cultivo em um tempo de análise muito mais curto e com alta reprodutibilidade dos resultados. / With the discoveries of the numerous potential applications of microalgal biomass, it is necessary to develop tools to help increase the productivity of cultivation. Infrared spectrometry with Fourier transform (FTIR) is a versatile and fast technique used in the identification, characterization and quantification of several molecular compounds. Its application is defined according to the spectral region to be analyzed. The objective of this work is to develop a methodology that makes possible the use of FTIR spectroscopy in the medium infrared region (MIR) to quantify lipid, protein, carbohydrate and cells contents of Scenedesmus sp. For this, the Scenedesmus sp. biomass was analyzed daily by traditional methods and through the FTIR spectrum. Subsequently the data were correlated with the absorption bands characteristic of each compound. The model generated for lipids in the region between 3000-2800 cm-1 obtained the highest coefficient of correlation (R2) of 0.8265. For carbohydrates, the absorption band that best represented the characteristic bonds was between 1200-950cm-1, with R2=0.8023. For proteins, the choice of the traditional method did not show a good relation with the FTIR results. When the cell concentration was correlated whit the total area an R2=0.7900. Finally, experiments were carried out to validate the predicted models, obtaining good results for the quantification of lipids and carbohydrates. The FTIR shows to be an efficient tool to estimate lipid and carbohydrate contents of Scenedesmus sp. In addition, the FTIR allows simultaneous analysis of multiple metabolites that will enable more detailed monitoring of the cultivation in a much shorter analysis time and with high reproducibility of the results.

A prevalência de sobrepeso e de obesidade constitui um sério problema de saúde mundial, abrangendo todas as faixas etárias, incluindo crianças. Neste aspecto, observa-se uma importante relação entre a obesidade materna e a obesidade infantil, a qual tende a persistir na idade adulta. Entretanto, ainda não está claro o impacto dos diferentes fatores que podem influenciar o desenvolvimento da obesidade infantil, tais como as modificações no ambiente intrauterino e no ambiente neonatal. A Angiotensina II (ang II) tem sido relacionada a alterações patológicas associadas à obesidade como hipertensão arterial sistêmica e diabetes mellitus tipo 2 (DM 2). O presente estudo analisou as consequências do consumo materno de dieta de cafeteria, ofertado em diferentes fases da reprodução, sobre aspectos endócrinos, metabólicos e reprodutivos da prole de ratas Wistar. Para isso, ratas foram alimentadas com ração padrão (grupo controle PAD) ou com dieta de cafeteria (grupo CAF) durante dez semanas a partir do desmame. No primeiro dia de gestação, estes grupos foram subdivididos: metade do grupo controle passou a receber dieta de cafeteria até o final da lactação (grupo PAD/CAF) e metade do grupo cafeteria passou a receber ração padrão até o final da lactação (grupo CAF/PAD). Após o desmame dos filhotes, foram analisados, nas mães, o peso corporal, o conteúdo de gordura abdominal, as concentrações plasmáticas de insulina, leptina, angiotensina II, prolactina, triglicerídeos, colesterol total e glicose. Na prole do sexo masculino, quando adutlos, foram avaliados os mesmos parâmetros, acrescido de dosagens plasmáticas de LH, FSH e testosterona e da análise do comportamento sexual. Nas ratas, foi demonstrado que o consumo de dieta de cafeteria produziu aumento de peso corporal, de gordura abdominal, e das concentrações de insulina, leptina, ang II e triglicerídeos. Em associação, observamos aumento do cuidado maternal. Ao contrário, a suspensão da dieta durante a gestação/lactação reverteu estes efeitos (grupo CAF/PAD). As proles das ratas que consumiram dieta de cafeteria durante a gestação/lactação apresentaram, quando adultas, aumento do conteúdo de gordura abdominal, de insulina, de leptina e de triglicerídeos. Estes achados foram mais pronunciados na prole das ratas que receberam dieta de cafeteria desde o desmame até o final da lactação. Entretanto, foi observado que as proles de todas as ratas que, em algum momento foram expostas à dieta de cafeteria, apresentaram modificações nas concentrações dos hormônios reprodutivos, associado à inibição do comportamento sexual. O bloqueio dos receptores AT1 para ang II, através da administração de losartan na água de beber das mães dos 4 diferentes grupos, preveniu o aumento de gordura corporal e as demais alterações observadas com o consumo desta dieta. Também houve a normalização dos diferentes parâmetros do comportamento maternal. Deste modo, foram prevenidas as repercussões negativas da obesidade materna sobre a prole, de modo que os descendentes, quando adultos, não apresentaram o aumento de gordura abdominal e as demais alterações endócrinas e metabólicas previamente descritas. Ainda, houve a normalização dos diferentes parâmetros do comportamento sexual, em associação ao restabelecimento das concentrações fisiológicas dos hormônios reprodutivos. Os resultados deste estudo demonstram que o desencadeamento da obesidade infantil parece ser resultante do somatório de diferentes fatores, incluindo a obesidade materna e a modificação do ambiente neonatal, representado pelo aumento do cuidado maternal. Além disso, a administração do antagonista losartan em ratas submetidas à dieta de cafeteria a partir do desmame, previne a obesidade e suas modificações associadas. Consequentemente, é possível prevenir os diversos efeitos negativos observados nos seus descendentes. / Overweight and obesity are a major public health problem all over the world, reaching all the age groups, including children. In this respect, it is noted an important relation between maternal and childhood obesity, tending to persist in adulthood. However it is not clear the impact of different factors influencing the development of childhood obesity, such as the changes in the intrauterine and neonatal environment. Angiotensin II (ang II) has been related to pathological alterations associated with obesity such as hypertension and type 2 diabetes mellitus (DM2).This study analyzed the consequences of the maternal consumption of cafeteria diet, offered in different phases of reproduction on endocrine, metabolic and reproductive aspects in the offspring of Wistar rats. For that, rats were fed standard chow (PAD control group) for 10 weeks since weaning. On the first day of gestation, the groups were subdivided: half of the control group was given cafeteria diet until the end of lactation (PAD/CAF group) and half of the cafeteria diet group was given standard chow until the end of lactation (CAF/PAD group). After pups weaning, it was analyzed the body weight, content of abdominal fat, plasma concentration of insulin, leptin, angiotensin II, prolactin, triglycerides, total cholesterol and glucose in mothers. In the male rat offspring, when adults, the same parameters plus plasma doses of LH, FSH and testosterone were evaluated as well as the sexual behavior. In female rats, it was demonstrated that the consumption of cafeteria diet produced increase of body weight, abdominal fat, and insulin, leptin, ang II and triglycerides concentrations, being also observed increase of maternal care. Offspring of female rats, which had fed cafeteria diet during gestation/lactation, presented, when adult, increase of abdominal fat content, insulin, leptin, and triglycerides. These findings were more pronounced in the offspring of female rats receiving cafeteria diet since weaning until the end of lactation. However, it was observed that the offspring of all the female rats, which at some moment had received cafeteria diet, presented modifications in the reproductive hormone concentrations, together with inhibiton of sexual behavior. AngII AT1 receptor blockade, through Losartan administration in the drinking water of mothers in the four different groups, avoided the increase of body weight and the other alterations observed with the consumption of that diet. There was also normalization of different parameters of maternal behavior. Thus, it was prevented the negative repercussions of maternal obesity on the offspring, so that the descendents, when adults, did not present increase of abdominal fat and other endocrine and metabolic alterations previously described. Still, there was also the normalization of different parameters of sexual behavior in association with the restoration of physiological concentrations of reproductive hormones. The results of this study has shown that the onset of childhood obesity seems to be the result of the sum of different factors, including maternal obesity and the modification of neonatal environment, represented by the increase of maternal care. Furthermore, the administration of the antagonist Losartan in female rats submitted to cafeteria diet since weaning, prevents the obesity and its associated modifications. Consequently, it is possible to prevent many adverse negative effects observed in their descendents.

A resistência encefálica à insulina tem sido implicada na etiologia de doenças neurodegenerativas já que, em indivíduos com diabete melittus, o risco de desenvolver Doença de Alzheimer e outras demências quase duplica. O objetivo geral do presente trabalho é avaliar os efeitos da resistência à insulina em parâmetros metabólicos e na expressão gênica e proteica de proteínas neurais envolvidas nos processos de sinalização da insulina em um modelo experimental de resistência à insulina em ratos submetidos a uma dieta hiperpalatável. O presente trabalho mostrou que há interação entre os genes envolvidos na via de sinalização da insulina e de resistência à insulina com fatores ambientais, neste caso, a dieta. O perfil lipídico e a tolerância à glicose nos animais submetidos à dieta hiperpalatável foi avaliado e intolerância à glicose foi desenvolvida. Os genes envolvidos na via de sinalização da insulina avaliados no córtex se mostraram menos expressos no grupo de ratos submetidos à dieta hiperpalatável, resistentes à insulina (IR), quando comparados ao grupo controle. Acreditamos que estes resultados sugerem uma menor proteção durante uma fase de privação de glicose devido à resistência à insulina. No hipocampo, observamos um aumento geral nos níveis de mRNA, especialmente os níveis dos genes Pi3kr1, Creb1 e Camk2a, o que pode estar associados a um efeito compensatório da sinalização prejudicada da insulina na estrutura.Um aumento dos níveis de CREB nesta estrutura parece ser essencial para a manutenção dos níveis normais de mRNA das outras moléculas envolvidas na via de sinalização da insulina a fim de evitar lesões graves no hipocampo. A influência do estado de resistência à insulina aumentou apenas a expressão de Grin2B no hipocampo de ratos IR. No córtex observamos os níveis mais baixos de mRNA em Grin1, Grin2A e Grin3A no grupo IR. Também foi investigado se as proteínas 14-3-3 não seriam o ponto chave desta diversidade, já que estão diretamente relacionadas com a via de sinalização da insulina no cérebro e desempenham um papel chave na fosforilação e interação com IRS-1 e IRS-2, com GSK3 e com PI3K. Demonstramos que isoformas 14-3-3 são diferencialmente expressas no SNC de ratos com a resistência à insulina. Os níveis de mRNA de 14-3-3 isoforma η demonstrou ser significativamente menor no córtex grupo IR. O nível de proteína 14-3-3 θ foi significativamente maior no grupo de hipocampo de IR, estas mudanças são devido a uma resposta na tentativa de proteger o hipocampo, aumentando os níveis de mRNA de 14-3-3 θ e seu efeito protetor. Uma alteração da via insulina/IR/IRS/PI3K/AKT/FOXO1-CREB está presente na maioria dos pacientes com a síndrome metabólica, mas também pode haver o envolvimento da via IGF/PI3K/CAMK2/CREB. O nosso estudo mostra alterações nestas duas vias, no hipocampo e no córtex respectivamente. Estas hipóteses devem ser confirmadas por estudos bioquímicos e/ou histológicos em futuras investigações para saber se todas essas alterações moleculares podem ser traduzidas em ganho ou perda de função normal das proteínas envolvidas. Há que se investigar também o papel da família de proteínas 14-3-3 como possível alvo terapêutico, bem como a interação destas vias de sinalização com os receptores N-Metil-D- Aspartato e as implicações na memória e plasticidade sináptica de pacientes com doenças neurológicas como a Doença de Alzheimer. / Brain insulin resistance has been implicated in the etiology of neurodegenerative diseases since in individuals with diabetes mellitus, the risk of developing Alzheimer Disease and other dementias nearly doubles. The overall objective of this study is to evaluate the effects of insulin resistance in metabolic parameters, gene and protein expression of neural proteins involved in insulin signaling processes in an experimental model. This work shows interaction between genes involved in the signaling pathway of insulin and insulin resistance with environmental factors resulting in changes in mRNA levels, in the amount of protein in the central nervous system (CNS) and in the development of obesity and insulin resistance. The lipid profile and glucose tolerance test in animals subjected to the palatable diet was evaluated and shows development of glucose intolerance. Determination of expression of some genes directly or indirectly involved in insulin signaling route was evaluated. In general, almost all the genes were less expressed in the group of rats subjected to highly palatable, insulin resistant (IR) diet compared to the control group in the cortex. These results suggest that this brain structure is less protected during a period of deprivation of glucose due to insulin resistance. In the hippocampus, general increases in mRNA levels were observed, particularly the levels of Pi3kr1, CREB1 and CAMK2A genes. These results may be associated with a compensatory effect of the impaired insulin signaling in structure and increased levels of CREB appears to be essential for the maintenance of normal levels of all other molecules involved in the insulin signaling pathway to avoid serious damage to the hippocampus. The influence of the state of insulin resistance in synaptic plasticity and neuronal survival was also evaluated and only the expression of Grin2B was increased in the hippocampus of rats IR. In the cortex we observed lower levels of mRNA in Grin1, Grin2A and Grin3A in IR group. We decided to investigate if the 14-3-3 proteins were not the key point of this diversity since they are directly related to the insulin signaling pathway in the brain and play a key role in the phosphorylation and interacts with IRS-1 and IRS- 2 with GSK3 and PI3K. 14-3-3 isoforms are differentially expressed in the CNS of rats with insulin resistance. mRNA levels of 14-3-3 η isoform shown to be significantly lower in the IR group in cortex. The level of 14-3-3 θ was significantly higher in the hippocampus of IR. We believe that these changes are due to an attempt to protect the hippocampus by increasing mRNA levels of 14-3-3 θ and its protective effect. Taking all together, alterated signaling in the insulin/IR/IRS/PI3K/AKT/FOXO1-CREB pathway is present in most patients with metabolic syndrome. It also may involve IGF/PI3K/CAMK2/CREB pathway. Our study shows changes in both pathways, in the hippocampus and cortex, respectively. This hypothesis should be confirmed by biochemical and/or histological investigations in future studies to see if all these molecular changes can be translated into a gain or loss of normal function of proteins involved. An investigation of the role of 14-3-3 family should be made to evaluate them as a possible therapeutic target, as well as the interaction with these signaling pathways and whith N-Metil-D-Aspartate receptors, and implications in memory, synaptic plasticity and neurological diseases like patients with Alzheimer Disease.

A obesidade afeta um número considerável de pessoas em todo o mundo e é caracterizada pelo acúmulo excessivo de tecido adiposo. A epidemia de obesidade parece ser o resultado de mudanças nos alimentos, nos hábitos alimentares e nos níveis de atividade física, sendo que a obesidade é considerada um fator de risco importante para o desenvolvimento de doenças como o diabetes mellitus tipo 2. Recentemente, a distribuição de gordura corporal na região intra-abdominal passou a ser mais importante para o entendimento das desordens metabólicas relacionadas à obesidade do que propriamente a deposição geral de gordura corporal. Os modelos animais são frequentemente utilizados para o estudo da obesidade e desordens associadas, sendo que a dieta de cafeteria é um modelo animal que reproduz de forma aproximada o padrão alimentar observado em muitos países e que está associado com a epidemia de obesidade. Para tratar a obesidade e suas complicações, modificações do padrão alimentar e a prática de exercício físico são fortemente recomendadas. Assim, considerando que a obesidade está associada a modificações do estilo de vida e mudanças no padrão alimentar, o presente estudo testou a hipótese de que o quadro de obesidade e as alterações metabólicas produzidas pela dieta de cafeteria podem ser revertidas com a modificação alimentar e/ou exercício físico. Foram utilizadas ratas com 21 dias de idade expostas inicialmente ao experimento 1 que estudou o “Efeito da dieta de cafeteria desde o desmame sobre a ingestão alimentar, peso corporal, peso dos órgãos, pressão arterial, ciclo estral, concentrações plasmáticas de insulina e glicose após 26 semanas” enquanto o experimento 2 avaliou o “Efeito da modificação alimentar e/ou exercício físico por 8 semanas sobre os desfechos produzidos pela dieta de cafeteria.” No experimento 1 os animais receberam dieta de cafeteria ou ração padrão e água por 26 semanas. No experimento 2 alguns animais foram mantidos no mesmo regime do experimento 1 por 34 semanas, enquanto outros animais foram mantidos no mesmo regime do experimento 1 e submetidos ao exercício ou à retirada da dieta de cafeteria por 8 semanas. Os resultados mostraram que a dieta de cafeteria resultou em menor ingestão de ração padrão, ganho de peso corporal, aumento de tecido adiposo visceral e do peso do fígado e redução do peso ovariano, além de resistência insulínica após 26 semanas de intervenção, porém sem piora da regularidade do ciclo estral ou do comportamento sexual. A retirada da dieta resultou em ingestão energética semelhante aos controles, além de reduzir o peso corporal, o peso do tecido adiposo visceral e o peso do fígado. Adicionalmente, o exercício físico foi capaz de aumentar a ingestão de água e a ingestão energética total, porém sem afetar o peso corporal ou a massa de tecido adiposo, além de aumentar a sensibilidade à insulina. Assim, o presente trabalho concluiu que a exposição à alimentação industrializada provocou obesidade e alterações metabólicas associadas e que a mudança de alimentação foi suficiente para melhorar o padrão alimentar e os desfechos produzidos pela dieta de cafeteria e que o exercício foi capaz de aumentar a sensibilidade à insulina mesmo em ratos obesos com um padrão alimentar contendo alimentos industrializados e de baixo valor nutricional. / Obesity affects a large number of people around the world and is characterized by excessive accumulation of adipose tissue. The obesity epidemic appears to be the result of changes in food, eating habits and levels of physical activity. The obesity is considered an important risk factor for the development of diseases such as type 2 diabetes mellitus. Recently, body fat distribution in intra-abdominal region has become more important for the understanding of metabolic disorders related to obesity than actually the general distribution of body fat. Animal models are often used for the study of obesity and associated disorders, and the cafeteria diet is an animal model which reproduces the approximate feeding pattern observed in many countries and is associated with the obesity epidemic. To treat obesity and its complications, changes in dietary patterns and physical exercise are strongly recommended. Thus, considering that obesity is associated with changes in lifestyle and changes in eating patterns, this study tested the hypothesis that obesity and metabolic changes produced by the cafeteria diet can be reversed with dietary modification or exercise. We used 21-day-old female rats which were initially exposed to experiment 1, which studied the “Effect of cafeteria diet from weaning on food intake, body weight, organ weight, blood pressure, estrous cycle and plasma insulin and glucose level after 26 weeks” while the experiment 2 evaluated the "Effect of dietary modification and exercise for 8 weeks on the outcomes produced by the cafeteria diet. Initially the animals were fed a cafeteria diet or chow and water for 26 weeks. In the second experiment some animals were kept in the same scheme of experiment 1 for 34 weeks, while other animals were kept in the same scheme of the experiment 1 and submitted to exercise or withdrawal of the cafeteria diet for 8 weeks. The results showed that the cafeteria diet resulted in chow intake reduction, weight gain, increased visceral adipose tissue and liver weight, and reduced ovarian weight, besides insulin resistance after 26 weeks of intervention, but with no worsening of the regular estrous cycle or sexual behavior. The withdrawal of the cafeteria diet led to an energy intake similar to the control group, besides reduced body weight, visceral adipose tissue and liver weight. Additionally, exercise was able to increase the water intake and total energy intake, without affecting body weight or adipose tissue mass, and improve insulin sensitivity. Thus, this study found that exposure to industrialized food caused obesity and related metabolic disorders and that the change of diet was sufficient to increase chow intake and the outcomes produced by the cafeteria diet, and that exercise was able to increase insulin sensitivity even in obese rat submitted to diet containing industrialized foods.