A infância e a adolescência são períodos sensíveis de maturação neuronal, caracterizados por alta plasticidade de circuitos encefálicos em desenvolvimento, como é o caso do sistema mesolímbico dopaminérgico. Experiências estressantes neste período, como o isolamento social (IS), podem produzir neuroadaptações nesses circuitos e aumentar a vulnerabilidade ao consumo de drogas e de alimentos palatáveis ao longo da vida. Tendo em vista que extensa literatura analisa longos períodos de isolamento social, que não são modelos adequados para o estresse por isolamento que ocorre em sociedades humanas, o objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos de uma exposição curta ao isolamento social durante o período pré-púbere sobre o sistema mesolímbico dopaminérgico e a susceptibilidade para o abuso de drogas e para o consumo compulsivo de alimento palatável em ratas Wistar fêmeas, na idade adulta. Também foi objetivo avaliar o papel da exposição crônica a uma dieta rica em sacarose (DRS) sobre estas variáveis. Como resultados, foi observado que o IS aumentou a resposta locomotora a um desafio com anfetamina, bem como aumentou, no estriado dorsal, o imunoconteúdo do transportador de dopamina, da enzima tirosina hidroxilase e diminuiu os níveis do receptor D2 de dopamina (D2R); além disso, os animais submetidos ao IS na pré-puberdade apresentaram aumento nos parâmetros relacionados ao estresse oxidativo após o desafio. De modo interessante, a exposição a DRS preveniu os efeitos do IS sobre a resposta locomotora, mas não afetou os parâmetros dopaminérgicos. O IS também diminuiu o imunoconteúdo basal de D2R no núcleo accumbens (NAc) e estimulou o consumo do tipo-compulsivo de alimento doce (Froot Loops®). A DRS não interferiu nestes parâmetros. Observamos também que o IS não alterou os níveis basais de corticosterona plasmática, enquanto que a DRS diminuiu tais níveis. Os registros das correntes excitatórias pós-sinápticas (CEPS) espontâneas indicaram, como resultado preliminar, que a DRS reduziu o tempo de subida das CEPS, indicando uma resposta glutamatérgica fugaz. Os achados deste estudo demonstram pela primeira vez que um período curto de IS em uma fase crítica do desenvolvimento é capaz de programar o sistema mesolímbico dopaminérgico de forma a aumentar a susceptibilidade tanto ao uso de drogas quanto ao consumo do tipo-aditivo de alimento doce. Esses efeitos podem ser em parte explicados pela redução dos níveis de D2R basal no NAc e pela maior estimulação do sistema dopaminérgico no estriado frente a um desafio com anfetamina. Os achados desta tese sugerem que experiências estressantes, como o isolamento social, durante um período crítico do desenvolvimento é capaz de programar o sistema de recompensa encefálico de forma permanente e aumentar a susceptibilidade a comportamentos aditivos na vida adulta. Identificar fatores preditores de propensão a esse tipo de comportamento é importante para prevenir o desenvolvimento de dependência de drogas e/ou de distúrbios alimentares, além de possibilitar a identificação de alvos terapêuticos e o desenvolvimento de estratégias de tratamento para estes distúrbios. / Childhood and adolescence are sensitive periods of neuronal maturation, characterized by high plasticity of developing brain circuits, such as the mesolimbic dopaminergic system. Stressful experiences in these periods, such as social isolation (SI), can produce changes in these circuits and increase vulnerability to drug addiction and eating disorders throughout life. Considering that most of literature analyze long periods of social isolation, that are not good models for social stress in human societies, the objective of this study was to investigate the effects of a short post-weaning social isolation on mesolimbic dopaminergic system and the susceptibility to drug and food addiction in female Wistar rats in adulthood. Moreover, we also aimed to evaluate the role of a chronic high sugar diet (HSD) on these variables. It was observed that IS increased the locomotor response to a challenge with amphetamine (AMPH), as well as increased the immunocontent of dopamine transporter, the enzyme tyrosine hydroxylase, decreased the D2 dopamine receptor (D2R) and increased the parameters related to oxidative stress in dorsal striatum after the challenge. Interestingly, exposure to DRS prevented the effects of SI on locomotor response, but did not affect dopaminergic parameters. IS also decreased the basal immunocontent of D2R in the nucleus accumbens (NAc), and stimulated binge eating of high sweet food (Froot Loops®). HSD did not interfere with these parameters. We also observed that SI did not alter plasma corticosterone baseline levels after IS, whereas HSD induced a decrease in these levels. Excitatory postsynaptic currents (EPSC) indicated, as a preliminary result, that the exposure to a HSD reduced the rise time, indicating a more fleeting glutamatergic response. The findings of this study demonstrate for the first time that a short period of SI at a critical period of development is able to programme the mesolimbic dopaminergic system in order to increase susceptibility to both drug and food addiction. These results are possibly due, at least in part, to low basal levels of D2R in NAc and the higher stimulation of the dopaminergic system in striatum after a challenge with AMPH. The findings of this thesis suggest that stressful experiences such as social isolation during a critical period of development are able to permanently program the brain reward system and increase the susceptibility to additive behaviors in adult life. Identifying predisposing factors to this type of behavior is extremely important to prevent the development of drug addiction and/or eating disorders, to identify therapeutic targets and to enable the development of treatment strategies for these disorders.

A infância e a adolescência são períodos sensíveis de maturação neuronal, caracterizados por alta plasticidade de circuitos encefálicos em desenvolvimento, como é o caso do sistema mesolímbico dopaminérgico. Experiências estressantes neste período, como o isolamento social (IS), podem produzir neuroadaptações nesses circuitos e aumentar a vulnerabilidade ao consumo de drogas e de alimentos palatáveis ao longo da vida. Tendo em vista que extensa literatura analisa longos períodos de isolamento social, que não são modelos adequados para o estresse por isolamento que ocorre em sociedades humanas, o objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos de uma exposição curta ao isolamento social durante o período pré-púbere sobre o sistema mesolímbico dopaminérgico e a susceptibilidade para o abuso de drogas e para o consumo compulsivo de alimento palatável em ratas Wistar fêmeas, na idade adulta. Também foi objetivo avaliar o papel da exposição crônica a uma dieta rica em sacarose (DRS) sobre estas variáveis. Como resultados, foi observado que o IS aumentou a resposta locomotora a um desafio com anfetamina, bem como aumentou, no estriado dorsal, o imunoconteúdo do transportador de dopamina, da enzima tirosina hidroxilase e diminuiu os níveis do receptor D2 de dopamina (D2R); além disso, os animais submetidos ao IS na pré-puberdade apresentaram aumento nos parâmetros relacionados ao estresse oxidativo após o desafio. De modo interessante, a exposição a DRS preveniu os efeitos do IS sobre a resposta locomotora, mas não afetou os parâmetros dopaminérgicos. O IS também diminuiu o imunoconteúdo basal de D2R no núcleo accumbens (NAc) e estimulou o consumo do tipo-compulsivo de alimento doce (Froot Loops®). A DRS não interferiu nestes parâmetros. Observamos também que o IS não alterou os níveis basais de corticosterona plasmática, enquanto que a DRS diminuiu tais níveis. Os registros das correntes excitatórias pós-sinápticas (CEPS) espontâneas indicaram, como resultado preliminar, que a DRS reduziu o tempo de subida das CEPS, indicando uma resposta glutamatérgica fugaz. Os achados deste estudo demonstram pela primeira vez que um período curto de IS em uma fase crítica do desenvolvimento é capaz de programar o sistema mesolímbico dopaminérgico de forma a aumentar a susceptibilidade tanto ao uso de drogas quanto ao consumo do tipo-aditivo de alimento doce. Esses efeitos podem ser em parte explicados pela redução dos níveis de D2R basal no NAc e pela maior estimulação do sistema dopaminérgico no estriado frente a um desafio com anfetamina. Os achados desta tese sugerem que experiências estressantes, como o isolamento social, durante um período crítico do desenvolvimento é capaz de programar o sistema de recompensa encefálico de forma permanente e aumentar a susceptibilidade a comportamentos aditivos na vida adulta. Identificar fatores preditores de propensão a esse tipo de comportamento é importante para prevenir o desenvolvimento de dependência de drogas e/ou de distúrbios alimentares, além de possibilitar a identificação de alvos terapêuticos e o desenvolvimento de estratégias de tratamento para estes distúrbios. / Childhood and adolescence are sensitive periods of neuronal maturation, characterized by high plasticity of developing brain circuits, such as the mesolimbic dopaminergic system. Stressful experiences in these periods, such as social isolation (SI), can produce changes in these circuits and increase vulnerability to drug addiction and eating disorders throughout life. Considering that most of literature analyze long periods of social isolation, that are not good models for social stress in human societies, the objective of this study was to investigate the effects of a short post-weaning social isolation on mesolimbic dopaminergic system and the susceptibility to drug and food addiction in female Wistar rats in adulthood. Moreover, we also aimed to evaluate the role of a chronic high sugar diet (HSD) on these variables. It was observed that IS increased the locomotor response to a challenge with amphetamine (AMPH), as well as increased the immunocontent of dopamine transporter, the enzyme tyrosine hydroxylase, decreased the D2 dopamine receptor (D2R) and increased the parameters related to oxidative stress in dorsal striatum after the challenge. Interestingly, exposure to DRS prevented the effects of SI on locomotor response, but did not affect dopaminergic parameters. IS also decreased the basal immunocontent of D2R in the nucleus accumbens (NAc), and stimulated binge eating of high sweet food (Froot Loops®). HSD did not interfere with these parameters. We also observed that SI did not alter plasma corticosterone baseline levels after IS, whereas HSD induced a decrease in these levels. Excitatory postsynaptic currents (EPSC) indicated, as a preliminary result, that the exposure to a HSD reduced the rise time, indicating a more fleeting glutamatergic response. The findings of this study demonstrate for the first time that a short period of SI at a critical period of development is able to programme the mesolimbic dopaminergic system in order to increase susceptibility to both drug and food addiction. These results are possibly due, at least in part, to low basal levels of D2R in NAc and the higher stimulation of the dopaminergic system in striatum after a challenge with AMPH. The findings of this thesis suggest that stressful experiences such as social isolation during a critical period of development are able to permanently program the brain reward system and increase the susceptibility to additive behaviors in adult life. Identifying predisposing factors to this type of behavior is extremely important to prevent the development of drug addiction and/or eating disorders, to identify therapeutic targets and to enable the development of treatment strategies for these disorders.

Vem crescendo a cada dia o interesse pelo aproveitamento biológico dos carboidratos não-disponíveis no que se refere ao amido resistente (AR) e à fibra alimentar (FA) e seus efeitos sobre a fisiologia do intestino grosso. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito trófico, decorrente da fermentação de carboidratos não-disponíveis da banana verde, no intestino grosso de ratos adultos. As amostras estudadas foram: ABV (amido isolado de plátano verde - Musa paradisíaca L.) e MBV (banana nanicão - Musa acuminata, variedade Nanicão - verde cozida com casca, descascada e seca). Foi realizado estudo de média duração (28 dias) com ratos Wistar adultos, divididos em três grupos: grupo Controle (G-C), que recebeu ração padrão (R-C), e dois grupos experimentais, que receberam rações com concentrações crescentes de AR, ou seja, G-MBV recebeu ração R-MBV, com 5% de AR, e G-ABV recebeu ração R-ABV, com 10% de AR. Foram avaliados consumo e fermentabilidade in vitro das rações; peso corpóreo; peso e umidade das fezes; pH e histologia cecais. Não foi observada diferença no consumo médio diário de ração entre os grupos. O consumo de R-ABV proporcionou menor crescimento dos animais. No G-ABV, além da queda do pH cecal, houve aumento do peso seco das fezes e do conteúdo cecal, possivelmente devido ao aumento da microbiota intestinal. Ainda nesse grupo, houve aumento do peso total do ceco, evidenciando não somente ganho de umidade (aumento do peso do conteúdo cecal) como também possível proliferação celular (aumento do peso da parede do ceco). No G-MBV, houve queda do pH cecal, devido à produção de ácidos graxos de cadeia curta pela fermentação, e ganho de umidade no conteúdo cecal, resultado coerente com a maior presença de FA solúvel nesta ração. Porém, não houve aumento do peso seco das fezes nesse grupo. Pela análise histológica do tecido cecal, foi possível evidenciar que tanto a fermentação da R-ABV como a da R-MBV exerceram efeito trófico no intestino grosso desses animais (p<0,01). Os resultados obtidos indicam que os carboidratos não-disponíveis presentes na banana verde exercem efeitos positivos sobre a fisiologia dos animais, apontando a possibilidade de utilização dessa matéria-prima na elaboração de alimentos voltados para a prevenção de determinadas doenças crônicas não-transmissíveis. / The interest in unavailable carbohydrates, mainly in the possible effects of resistant starch (RS) and dietary fiber (DF) on the physiology of the large bowel, has recently increased. The present work aimed to evaluate the trophic effect, caused by the fermentation of unavailable carbohydrates from banana, on the large bowel of adult rats. Two samples were studied: ABV (starch isolated from unripe plantain - Musa paradisíaca L.) and MBV (unripe banana -Musa acuminata, variety Nanicão - cooked with peel, peeled and dried). An assay was carried during 28 days, with adult Wistar rats, divided into three groups: Control group (G-C), fed standard diet (R-C), and two experimental groups fed crescent RS concentrations (G-MBV, fed R-MBV with 5% RS, and G-ABV, fed R-ABV with 10% RS). Consumption and in vitro fermentation of the diets; body weight; feces weight and moisture; cecum pH and histology were evaluated. No difference was observed in the average daily consumption among the groups. Rats fed R-ABV presented decreased growth. On G-ABV, besides cecum pH decrease, there was an increase in feces and cecum content dry weight, possibly due to the increase in intestinal microbiota. There was an increase in cecum total weight, evidencing not only moisture gain (increase in cecum content weight) but also possible cellular proliferation (increase in the cecum wall weight). On G-MBV, there was a decrease in the cecum pH, due to the production of short-chain fatty acids by the fermentation, and moisture gain in the cecum content, which is coherent with the greater concentration of soluble DF in this diet. However, an increase in feces dry weight was not observed in this group. Considering the histology of the cecum tissue, it was possible to evidence that the fermentation of both R-ABV and R-MBV exerted trophic effect in the large bowel of the animais (p<0,01). The results obtained indicate that unavailable carbohydrates from unripe banana exert positive effects on the physiology of the animais, pointing to the possibility of using this product on the elaboration of foods aimed to preventing certain non-transmissible chronic diseases.

Os frutanos são carboidratos não-disponíveis, classificados como fibra alimentar solúvel e, também, prebióticos. Chegam intactos no intestino grosso (IG) e sofrem fermentação pela microbiota, fornecendo ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), gases e biomassa. Os objetivos foram avaliar a fermentação in vivo e in vitro de frutanos da cebola (Allium cepa L.) e seu efeito no intestino grosso de ratos. Durante 38 dias, ratos machos Wistar receberam ração controle (RC) ou suplementada com cebola (10% de frutanos) (RF). Na fermentação in vivo foram avaliados: peso e umidade das fezes, umidade do conteúdo cecal, AGCC, peso total e parede do ceco e pH. Paralelamente, fragmentos do ceco e cólon foram coletados para avaliação morfométrica e proliferação celular. Na fermentação in vitro, as frações indigeríveis das rações (RC e RF) e da cebola foram avaliadas sob diferentes parâmetros, como: pH, AGCC, fermentabilidade e resíduo nãofermentado. A fermentação in vivo causou no grupo frutanos 10%, em relação ao controle, os seguintes efeitos: aumento significante do peso e umidade das fezes, da umidade do conteúdo cecal, do peso e parede do ceco e da concentração de AGCC e diminuição do pH cecal, no grupo frutanos 10% em relação ao controle. Na fermentação in vitro, houve alterações tanto quantitativas como qualitativas de todos os substratos fermentados. De acordo com todas as variáveis analisadas, a RF apresentou maior fermentabilidade quando comparada com a RC. O grupo frutanos 10% apresentou, no ceco, aumento significante no tamanho das criptas, no número de criptas bifurcadas e no índice metafásico em relação ao controle. No cólon não foi evidenciada qualquer mudança microscópica entre os grupos. Os resultados indicam que a ingestão de frutanos causou mudanças significantes nos parâmetros fermentativos, tanto na fermentação in vivo (ratos) quanto na in vitro e na proliferação celular do ceco. A fermentação in vitro mostrou o possível perfil fermentativo dos substratos, a RF teve fermentabilidade maior que a RC. Esse perfil foi confirmado in vivo, onde o grupo frutanos 10% apresentou aumento na produção de AGCC em relação ao controle. O aumento do butirato provavelmente provocou efeito trófico do ceco, evidenciado pelo aumento de peso e de proliferação celular. / Fructans are unavailable carbohydrates, c1assified as soluble dietary fiber and prebiotics. They arrive intact in the large intestine (LI) and are fermented by the microbiota. This fermentation mainly produces short chain fatty acids (SCFA), gases and biomass. The objectives were evaluation of the in vitro and in vivo fermentation of onion fructans (Allium cepa L.) and their effect in the large intestine of rats. Male Wistar rats received, for 38 days, control diet (CD) or onion supplemented diet (10% fructans) (FD). In the in vivo fermentation were evaluated: faeces weight and moisture, moisture of caecal content, SCFA, cecum weight and wall and pH. In parallel, fragments of cecum and colon were collected for morphometric and cellular proliferation evaluation. In the in vitro fermentation, non-digestible fractions of CD and FD were evaluated under different parameters, such as: pH, SCFA, fermentability and non-fermentable residues. In vivo fermentation caused, in the 10% fructans group in relation to the control group, the following effects: a significant increase in faeces weight and moisture, in the moisture of caecal content, in cecum weight and wall, in the concentration of SCFA and a decrease in the caecal pH. The in vitro fermentation showed both quantitative and qualitative changes of all fermented substracts. The FD presented greater fermentability when compared to the CD, according to all variables analyzed. The 10% fructans group presented greater depth and fission of caecal crypts and metaphasic index in relation to the control group. No microscopic changes were noticed in the colon between the groups. The results indicated that the ingestion of fructans caused significant changes on the fermentative parameters, both in vivo (rats) and in vitro fermentation, and on cell proliferation in the cecum. In vitro fermentation indicated a possible fermentative behavior of the substracts and the FD had greater fermentability than the CD. These results were confirmed in vivo, once the 10% fructans group presented an increase in the SCFA production compared to the control group. The increase in butyrate might have caused the trophic effect of the cecum, which was noticed by the increase in weight and cellular proliferation.