Orientadores: Antonio Carlos Boschiero, Helena Coutinho Franco de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T07:29:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_JaneCristinade_D.pdf: 1851485 bytes, checksum: 9bc182bf9f44ff62ddc24d9ea9603f71 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Alterações no conteúdo de colesterol celular podem contribuir para o mau funcionamento das células-beta pancreáticas. Camundongos knockout para o receptor de LDL (LDLR-/-) possuem maior teor de colesterol nas ilhotas pancreáticas e secretam menos insulina em comparação a camundongos selvagens (WT). Neste estudo, investigamos a associação entre o conteúdo de colesterol, a secreção de insulina e a movimentação de cálcio citoplasmático nessas ilhotas. Além disso, analisamos o efeito da dieta rica em gordura (HFD) sobre a homeostasia glicêmica, secreção e ação da insulina nesses camundongos. Os resultados mostraram que a primeira e segunda fase de secreção de insulina assim como a movimentação de Ca2+, estimuladas por glicose, foram reduzidas nos LDLR-/-. Camundongos LDLR-/- também apresentaram menor conteúdo de proteínas envolvidas com a extrusão dos grânulos de insulina tais como: VAMP-2 e SNAP-25 (p<0,05). A remoção do excesso de colesterol pelo uso da metil-beta-ciclodextrina (M?CD) normalizou a secreção de insulina, estimulada por glicose (GSIS) ou tolbutamida, assim como a movimentação de cálcio estimulada por glicose. A remoção do colesterol das ilhotas WT com 0.1 e 1 mmol/L de M?CD reduziu a secreção bem como a movimentação de cálcio. No entanto, ilhotas incubadas com 10 mmol/L de M?CD apresentaram aumento significativo na secreção de insulina, apesar da redução na movimentação de cálcio. A dieta hiperlipídica (H) promoveu maior ganho de peso e acúmulo de gordura visceral nos camundongos LDLR-/-H em relação aos WTH. A dieta aumentou a glicemia tanto no jejum quanto alimentado, porém não houve alterações nas concentrações plasmáticas de insulina nos camundongos LDLR-/-H. Já nos camundongos WTH, a dieta causou aumento nas glicemias de jejum e alimentado bem como na insulinemia. A área sob a curva glicêmica durante o oGTT foi 30% maior nos camundongos LDLR-/-H. A GSIS não foi significativamente alterada pela dieta hiperlipídica em ambos os grupos. Camundongos LDLR-/- em dieta padrão apresentaram maior fosforilação do receptor de insulina (IR?) e da AKT em fígado e músculo. O conteúdo da enzima que degrada a insulina (IDE) se mostrou reduzido nos LDLR-/-. A dieta hiperlipídica reduziu a sinalização da insulina em fígado, músculo e tecido adiposo dos camundongos LDLR-/-H. Nos camundongos WTH essa dieta promoveu apenas uma redução na fosforilação do IR? no músculo. A análise conjunta dos resultados nos permitiu concluir que, tanto o aumento de colesterol verificado em ilhotas LDLR-/- quanto a diminuição excessiva do conteúdo de colesterol em ilhotas WT (tratadas com M?CD) alteram a movimentação de cálcio e conseqüentemente a secreção de insulina. A redução do colesterol nas ilhotas dos camundongos LDLR-/- corrigiu a redução da secreção de insulina, apesar das concentrações reduzidas de VAMP-2 e SNAP-25. Camundongos LDLR-/-, alimentados com dieta padrão, são mais sensíveis à insulina, provavelmente como um mecanismo adaptativo a menor secreção de insulina. No entanto, estas adaptações não são suficientes para manter a homeostase glicêmica visto que estes animais são intolerantes à glicose. Quando alimentados com dieta hiperlipídica, os LDLR-/-H se tornam resistentes à insulina provavelmente devido ao aumento do tecido adiposo visceral / Abstract: Changes in cellular cholesterol levels may contribute to beta cell dysfunction. Islets from LDL receptor knockout (LDLR-/-) possess higher cholesterol content and secrete less insulin than wild type (WT) mice. Here, we investigated the association between cholesterol content, insulin secretion and Ca2+ handling in these islets. In addition, we analyzed the effects of highfat- diet (HFD) on glucose homeostasis, insulin secretion and action in these mice. Both first and second phase of glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) were lower in LDLR-/- compared with WT islets. This lower secretion was paralleled by impairment in Ca2+ handling in these islets. The contents of SNAP-25 and VAMP-2 proteins, which participate in the extrusion of the insulin containing granules, were reduced in LDLR-/- compared with WT islets. Removal of the excess of cholesterol from LDLR-/- islets (Methyl-?-cyclodextrine, M?CD) normalized glucose- and tolbutamide-induced insulin release. Glucose-stimulated Ca2+ handling was also normalized in cholesterol-depleted LDLR-/- islets. Cholesterol removal from WT islets by 0.1 and 1.0 mmol/L M?CD impaired both GSIS and Ca2+ handling. However, 10 mmol/L M?CD markedly increased insulin secretion induced by glucose or tolbutamide in WT islets, despite a significant reduction in Ca2+ handling. The HFD promoted higher body weight gain and visceral fat pad depot in LDLR-/-H than in WTH. LDLR-/-H mice showed fasted and fed glucose levels significantly higher whereas no changes in fasted plasma insulin levels were observed. WTH mice also showed an increase in fasted and fed glucose levels, but a higher fasted plasma insulin level (p<0.05) was noticed. The area under the curve of the oGTT in LDLR-/-H, but not in WTH, was increased (30%) by HFD. GSIS was not significantly altered by HFD in both groups. LDLR-/- mice showed higher IR? and AKT phosphorylation in liver and skeletal muscle. Insulin degrading enzyme (IDE) protein content was lower in liver of LDLR-/-. The HFD reduced insulin signaling in liver, skeletal muscle and adipose tissue in LDLR-/-H. In WTH the HFD reduced only the IR? phosphorylation in muscle. In conclusion, our results indicate that abnormal high (LDLR-/- islets) or low (WT islets treated with M?CD) cholesterol contents alter both GSIS and Ca2+ handling. Normalization of islet cholesterol content improved Ca2+ handling and insulin secretion in LDLR-/- islets, despite the lower expression of SNAP-25 and VAMP-2. LDLR-/- mice, fed a chow diet, are more sensitive to insulin probably due adaptive mechanisms that compensate the low insulin secretion. However, these changes are not sufficient to promote glucose homeostasis since these mice were glucose intolerants. When fed a high-fat diet, they became also insulin resistant probably due to an increase in the mass of the visceral adipose tissue / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

O risco aumentado de mortalidade e morbidade associado à obesidade tem sido alvo de muitos estudos que tentam elucidar os aspectos da Síndrome Metabólica, caracterizada por algumas doenças metabólicas como resistência à insulina, hipertensão, dislipidemia. Apesar de muitos estudos tentarem elucidar as alterações metabólicas decorrentes da obesidade, poucos trabalhos têm analisado as conseqüências da dieta hiperlipídica sobre o metabolismo de aminoácidos. Assim, o objetivo deste estudo foi verificar os possíveis mecanismos responsáveis pelo desenvolvimento da intolerância à glicose após a ingestão de dieta hiperlipídica em ratas saudáveis. Os animais alimentados com dieta hiperlipídica por 60 dias, apresentaram redução na expressão gênica de Glut 4 do receptor de insulina, além de redução na atividade da hexoquinase e aumento na atividade de citrato sintase, aspartato aminotransferase e BCAA transaminase, indicando adaptação nas vias metabólicas, com aumento da atividade do ciclo de Krebs e maior utilização de aminoácidos em reações anapleróticas. / The possible causes of increased mortality and morbidity associated with obesity have been focused by many studies that attempt to understand the metabolic syndrome, characterized by various metabolic disorders such as insulin resistance, hypertension and dyslipidemia. Thus, the aim of this study was to verify the possible mechanisms responsible for developing glucose intolerance after a high fat diet intake in healthy female rats. Female Wistar rats were fed either with high fat diet or with the control diet for several weeks. The rats fed with a high fat diet for 60 days presented impaired Glut 4 and insulin receptor gene expression. High fat diet promoted a reduced activity of hexokinase and increased activity of citrate synthase, aspartate aminotransferase and BCAA transaminase, indicating an adaptation in the metabolic pathway, with increase activity of Krebs cycle and increased usage of amino acids in anaplerotic reactions.

Orientadores: Eliana Pereira de Araújo, Lício Augusto Velloso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-22T10:03:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunez_CarlaEvelynCoimbra_D.pdf: 6141570 bytes, checksum: e9e12c78d1c319b6c83160c2ebf9976b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A obesidade e caracterizada pelo acumulo excessivo de gordura no organismo, podendo resultar em dano a saúde. Mudança socioeconômica, ocorrida nos últimos cinquenta anos tem contribuído para o aumento da prevalência da obesidade, a qual e hoje considerada um dos principais problemas de saúde publica no mundo. O acumulo progressivo de ácidos graxos no tecido adiposo, e eventualmente, em outros sítios anatômicos não especializados na estocagem de energia sob a forma de gordura como, por exemplo, o fígado e o músculo, e associado à ativação de uma resposta inflamatória subclinica que desempenha papel importante na indução da resistência a insulina. Esta, por sua vez, e considerada o mecanismo fisiopatogênico unificador de uma serie de doenças comumente associadas à obesidade, tais como o diabetes mellitus, a aterosclerose, a esteatohepatite nao-alcoolica, entre outros. A inflamação subclinica desempenha um papel central na indução da resistência a insulina em obesos. Atualmente o estresse de reticulo endoplasmático e a ativação da sinalização do TLR4 vêm sendo identificados como potenciais mecanismos ativadores da inflamação sub-clinica associada à obesidade. No ambiente intracelular a ativação dos sinais inflamatórios disparados por ambos, estresse de reticulo endoplasmático ou TLR4, podem associar-se, modulando ou sendo modulado por outros eventos. Um desses eventos e a autofagia que se caracteriza como um processo celular finamente regulado e desempenha um papel importante no controle de varias funções da célula, tais como, reciclagem de organelas, disponibilidade de nutrientes e diferenciação celular. Um estudo recente demonstrou a existência de aumento na atividade autofágica em tecido adiposo de pessoas obesas e propôs a associação causal entre autofagia e resistência a insulina. A redução da adiposidade e o mecanismo mais eficiente para reduzir à resistência a insulina em pessoas obesas. Entretanto, o impacto da redução de adiposidade sobre a regulação da autofagia no tecido adiposo não e conhecido. Neste estudo, a regulação da autofagia no tecido adiposo durante o emagrecimento foi observada em duas etapas distintas. Inicialmente, um modelo animal de obesidade induzida por dieta, submetido posteriormente, a restrição calórica de 40% durante quinze dias. Animais obesos alimentados ad libitum, apresentaram aumento dos marcadores de autofagia no tecido adiposo, o que foi revertido na restrição calórica. De forma diversa, a restrição ocasionou o aumento da autofagia nos animais magros. A reintrodução de alimentação ad libitum foi suficiente para reduzir a autofagia nos animais magros, mas não nos obesos, cuja supra-regulacao da autofagia foi mais uma vez observada. Na segunda parte do estudo, autofagia foi avaliada em fragmentos de tecido adiposo subcutâneo de pacientes obesos selecionados para cirurgia bariátrica colhidos no ato da cirurgia e apos um ano, aproximadamente. Foram incluídos no estudo nove pacientes obesos não-diabeticos e seis pacientes obesos diabéticos. Assim como no modelo animal, obesidade em humanos foi associada a um aumento dos marcadores de autofagia no tecido adiposo os quais foram reduzidos apos a perda de peso. Assim, na vigência da obesidade ocorre uma regulação anômala da autofagia, estando aumentada durante alimentação ad libitum e reduzindo-se com a restrição alimentar / Abstract: Obesity, defined as abnormal or excessive fat accumulation that may impair life quality, is one of the major public health problems in modern world. It results from an imbalance between food intake and energy expenditure leading to the progressive accumulation of fatty acids in the adipose tissue and in some tissues that are not specialized in energy storage, such as liver and muscle. Insulin resistance is one of the main outcomes of obesity and is regarded as the main mechanism connecting diseases that are commonly associated with obesity, such as, type 2 diabetes mellitus, atherosclerosis, and non-alcoholic steatohepatitis, among others. Subclinical inflammation plays a major role in the induction of insulin resistance in obesity. Recently, endoplasmic reticulum stress and the activation of TLR4 signaling have been identified as potential triggering mechanisms for obesity-associated subclinical inflammation. At the intracellular environment activation of inflammatory signaling triggered by either endoplasmic reticulum stress or TLR4 signaling can integrate and modulate or be modulated by other cellular events. One such event is autophagy which is a highly regulated process that plays an important role in the control of a wide range of cellular functions such as organelle recycling, nutrient availability and tissue differentiation. A recent study has shown an increased autophagic activity in the adipose tissue of obese subjects, and a role for autophagy in obesity associated insulin resistance was proposed. Body mass reduction is the most efficient approach to tackle insulin resistance in over-weight subjects; however, the impact of weight loss in adipose tissue autophagy is unknown. In this study we used a two-step approach to evaluate adipose tissue autophagy during body mass reduction. First, a mouse model of diet-induced obesity and diabetes was submitted to a fifteen-day, 40% caloric restriction. At base-line, markers of autophagy were increased in obese mice as compared to lean controls. Upon caloric restriction, autophagy increased in the lean mice, while decreasing in the obese mice. The reintroduction of ad libitum feeding was sufficient to rapidly reduce autophagy in the lean mice and increase autophagy in the obese mice. In the second part of the study, autophagy was evaluated in the subcutaneous adipose tissue of nine obese-non-diabetic and six obese-diabetic subjects undergoing bariatric surgery for body mass reduction. Specimens were collected during the surgery, and approximately one year later. As in the mouse model, human obesity was associated with increased autophagy and body mass reduction led to an attenuation of autophagy in the adipose tissue. Thus, while caloric restriction leads to increased autophagy in the adipose tissue in lean subjects, in obesity, autophagy is defectively regulated, being increased during ad libitum feeding and reduced upon caloric restriction / Doutorado / Clinica Medica / Doutora em Ciências

Camundongos Swiss, quando submetidos à dieta hiperlipídica (HL), apresentam considerável ganho ponderal e de depósitos adiposos, tornando-se obesos e resistentes à insulina. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da dieta HL por 8 semanas no perfil inflamatório, síntese de triacilglicerol (TAG) com ênfase na vias de geração de glicerol-3-fosfato (G3P) e lipólise nos tecidos adiposos brancos (TAB) retroperitoneal (RETRO) e epididimal (EPI) de camundongos. Camundongos Swiss foram alimentados com as dietas: controle (CT) - dieta purificada (AIN-93G); ou HL - dieta AIN-93G modificada contendo 35% de lipídeos (4% de óleo de soja e 31% de gordura suína). Os camundongos alimentados com a dieta HL apresentaram uma maior massa corporal, acompanhada pelo aumento nos tecidos RETRO e EPI, além de desenvolverem resistência à insulina constatada no teste de tolerância à glicose (TTG), hiperglicemia e hiperinsulinemia. O conteúdo protéico da pAKT, avaliado por western blot (WB), e a adiponectina, dosada em homogenados dos tecidos adiposos, estão reduzidos apenas no EPI. Houve aumento na expressão gênica de MCP-1 e PAI-1, e foi observada menor área dos adipócitos no EPI, sem alteração no RETRO dos animais HL. A síntese de novo de ácidos graxos (AG), avaliada pela incorporação de 3H de 3H2O em AG foi maior em ambos os TAB, porém a captação de AG das lipoproteínas circulantes avaliada pela atividade e expressão da lipase lipoproteica (LPL) aumentou no EPI e reduziu no RETRO. A dieta HL induziu aumento na fosforilação do glicerol, avaliada pela atividade e conteúdo da GK que aumentaram nos dois TAB, e maior incorporação de 1-14C-glicerol em TAG no EPI. A captação de glicose in vitro e conteúdo do GLUT- 4, que indicam atividade da via glicolítica foram reduzidos no EPI e RETRO, assim como a gliceroneogênese avaliada pela incorporação de 1-14C-piruvato em TAG, sem alterações na atividade e conteúdo da fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK). A atividade lipolítica basal foi avaliada in vitro pela liberação de glicerol por adipócitos isolados, e não foi alterada pela ingestão de dieta HL, porém quando estimulada por noradrenalina a liberação de glicerol foi menor nos animais HL, assim como as fosforilações da ATGL e HSL e conteúdo do receptor adrenérgico ?3. A dieta HL levou a uma redução no conteúdo de PPAR? e aumento de ATF3 em ambos os tecidos. No EPI houve aumento de pCREB, pSTAT3 e RGS2 em relação aos controles enquanto no RETRO a única diferença encontrada foi a menor pSTAT3. Nossos resultados demonstram que o aumento nos TAB é resultado de maior síntese e captação de AG, e que o G3P necessário para a esterificação a TAG é proveniente principalmente da fosforilação direta do glicerol pela GK; além disso, a reduzida lipólise também parece contribuir para esse quadro. Nos animais HL, o EPI parece ser mais propenso aos efeitos da dieta do que o RETRO / Swiss mice when subjected to high fat diet (HFD), shown considerable weight gain and adipose depots, becoming obese and insulin resistant. The aim of this study was to evaluate the effect of HFD diet for 8 weeks in the inflammatory profile, triacylglycerol (TAG) synthesis with emphasis in glycerol-3-phosphate (G3P) generation pathways and lipolysis in retroperitoneal (RETRO) and epididymal (EPI) white adipose tissue (WAT) of mice. Swiss mice were fed with diets: control (CT) - purified diet (AIN-93G); or HFD - purified diet (AIN-93G) plus 35% of fat (4% soybean oil and 31% of lard). Mice fed a HFD diet had a higher body mass, accompanied by an increase in RETRO and EPI tissues, in addition to developing insulin resistance, evidenced by glucose tolerance test (GTT), hyperglycemia and hyperinsulinemia. The protein content of pAKT, accessed by western blot, and adiponectin, measured in WAT homogenates, are reduced only in EPI. There was an increase in gene expression of MCP-1 and PAI-1, and was observed smaller area of adipocytes in EPI, with no change in RETRO of HFD fed animals. De novo synthesis of fatty acids (FA), evaluated by incorporation of 3H from 3H2O in FA was higher in both TAB, but the uptake of FA, from blood lipoproteins, evaluated by the activity and expression of lipoprotein lipase (LPL) was increased in EPI and reduced in RETRO. HFD induced increase in phosphorylation of glycerol, evaluated by the activity and content of glycerolkinase (GyK) which increased in both TAB and greater incorporation of 1-14C-glycerol in the TAG only in EPI. The in vitro glucose uptake and GLUT-4 content, which indicates the activity of the glycolytic pathway were reduced in EPI and RETRO, as well as glyceroneogenesis assessed by the incorporation of 1-14C- pyruvate into TAG without changes in the activity and contents of phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK). The basal lipolytic activity was evaluated in vitro by glycerol releasing from isolated adipocytes, and was not altered by HFD intake, but when stimulated by noradrenaline glycerol release was lower in HFD animals as well as the phosphorylation of ATGL and HSL and ?3 adrenergic receptor content. HFD led to a reduction in the content of PPAR gamma and an increase in ATF3 in both tissues. In EPI there was an increase in pCREB, pSTAT3 and RGS2 while in RETRO the only difference was reduced pSTAT3. Our results shown that TAB increase is result of increased FA synthesis and uptake, and G3P required for esterification TAG comes mainly from direct phosphorylation of glycerol by GyK; Furthermore, reduced lipolysis also seems to contribute to this scenario. HFD effects seem to be more prominent in EPI than in RETRO

Introdução: A doença hepática gordurosa não alcoólica é caracterizada pelo acúmulo hepático de lipídeos, principalmente na forma de triglicerídeos. Devido à atividade inflamatória progressiva pode evoluir para uma forma mais grave, a esteatohepatite não alcoólica. Os ácidos graxos poli-insaturados ômega-3 são associados a efeitos metabólicos positivos para redução da esteatose hepática, no entanto, são mais susceptíveis a peroxidação lipídica. Os triglicerídeos de cadeia média (TCMs) promovem a prevenção do bloqueio da beta-oxidação de ácidos graxos e redução da peroxidação lipídica, no entanto os efeitos na redução da esteatose ainda são controversos. Objetivo: O objetivo do estudo foi avaliar as implicações da dieta hiperlipídica (HL+) com óleo de peixe ou com óleo de TCM no desenvolvimento da esteatose hepática, no perfil de ácidos graxos hepáticos e no estresse oxidativo em ratos. Metodologia: Cinquenta ratos machos da linhagem wistar foram divididos em 5 grupos. Os animais receberam água e comida a vontade durante 45 dias. A adaptação a dieta HL+ foi realizada nos primeiros 15 dias. A composição da dieta do grupo que recebeu somente a gordura animal (HL+GA) era de 50% de gordura animal, e a dieta dos grupos HL+OS, HL+TCM e HL+OP era composta por 35% de gordura animal e 15% de óleo de soja, óleo de TCM e óleo de peixe, respectivamente. Resultados: Todos os grupos que receberam as dietas hiperlipídicas apresentaram maior acúmulo de gordura total e de triglicerídes hepaticos e somente os grupos HL+GA e HL+TCM apresentaram maior acúmulo de colesterol total hepático em relação ao controle. O grupo HL+TCM apresentou maior acúmulo percentual de gordura e um exacerbado acúmulo de triglicerídeos hepáticos em relação aos grupos alimentados com as dietas HL+. A redução do colesterol total sérico foi observada nos grupos HL+TCM e HL+OP, comparados ao controle. A maior incorporação hepática dos ácidos graxos EPA e DHA no grupo HL+OP contribuiu para o aumento do Índice de Peroxibilidade dos ácidos graxos e das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico livres e totais e para a depleção da vitamina E no fígado. A maior razão AGS/AGPI hepática observada no grupo HL+TCM contribuiu para a preservação dos antioxidantes hepáticos. A alanina aminotransferase, um marcador de dano hepático, apresentou-se aumentada em todos os grupos que receberam as dietas HL+. Conclusões: A dieta hiperlipídica foi eficiente na indução do acúmulo de gordura hepática. O uso do óleo de TCM foi associado a uma maior concentração de lipídeos e preservação dos antioxidantes hepáticos. A dieta hiperlipídica com óleo de peixe foi associada ao aumento significativo na peroxidação lipídica, apesar do menor acúmulo de colesterol e triglicerídeos hepaticos. / Introduction: The Non-alcoholic Fatty liver disease is characterized by hepatic accumulation of lipids, mainly in the form of triglycerides. The disease may progress to a more severe form, the Non-alcoholic steatohepatitis, due to progressive inflammatory activity. Many authors have shown positive metabolic effects associated with the use of polyunsaturated omega-3 fatty acids and reduction in hepatic steatosis. However, these fatty acids are more susceptible to lipid peroxidation. The medium chain triglycerides (MCTs) are able to block beta-oxidation of fatty acids and reduce lipid peroxidation, but the MCT effects in steatosis are still controversial. Objective: The aim of this study was to assess the implications of high-fat diet (HF+) with fish oil or with MCT oil in the development of hepatic steatosis, liver fatty acid profile and oxidative stress markers in rats. Methodology: Fifty wistar male rats were divided into 5 groups. The animals had free access to food and water for 45 days. The first 15 days was dedicated for adaptation to high-fat diet. The HF+AF group received high-fat diet with 50% of animal fat and the other high-fat diets were made with 35% of animal fat plus 15% of other types of fat: soybean oil (HF+SO), MCT oil (HF+MCT) and fish oil (HF+FO). Results: The high-fat groups had higher hepatic total fat and triglycerides accumulation and only the groups HF+AF and HF+MCT had higher accumulation of hepatic cholesterol compared to control. The HF+MCT group had the highest percentage of hepatic fat accumulation and an exacerbated triglyceride accumulation in the liver among HF+ groups. The serum total cholesterol decreased in groups HF+MCT and HF+FO compared with the control group. The highest incorporation of hepatic fatty acids EPA and DHA in the HF+FO group contributed to the increased fatty acids peroxidizability index and total and free hepatic TBARS and depletion of hepatic vitamin E. The biggest ratio SFA/PUFA of liver fatty acids observed in the HF+MCT group contributed to the preservation of hepatic antioxidants. The alanine aminotransferase is a liver damage marker and was increased in all high-fat groups. Conclusions: The high-fat diet was effective to increase the hepatic fat concentration. The consumption of MCT oil can increase the hepatic lipid concentration and hepatic antioxidants. There was a significant increase in hepatic lipid peroxidation in the HF+FO group, although hepatic cholesterol and triglycerides were decreased.

O uso de dieta hiperlipídica com banha de porco em roedores induz obesidade, resistência à insulina e disfunção das células beta do pâncreas. Em diversos tecidos de animais tratados com dieta hiperlipídica já se observou aumento de expressão e/ou atividade da NAD(P)H oxidase, que pode estar envolvida em processos fisiopatológicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar se a dieta hiperlipídica altera a expressão e/ou a atividade da NAD(P)H oxidase em ilhotas pancreáticas e se este fato pode estar associado às disfunções das células beta relatadas na literatura para este modelo animal. As ilhotas pancreáticas dos animais tratados com dieta apresentam maior secreção de insulina em alta glicose, maior metabolização da glicose, menos apoptose, menor expressão protéica de subunidades da enzima, menor produção de superóxido e não apresentam estresse oxidativo. O papel da enzima provavelmente se relaciona ao processo de secreção de insulina. A regulação de sua expressão e atividade deve estar relacionada à adaptação das ilhotas aos efeitos deletérios da dieta. / Feeding animals with high fat diet containing lard causes obesity, insulin resistance and dysfunction of pancreatic beta cells. High fat diet induces oxidative stress and modulates NAD(P)H oxidase expression and activity in many tissues. This enzyme may be involved in many pathophysiological processes. The objective of this study was to evaluate the action of high fat diet on NAD(P)H oxidase activity and expression and if this fact can be connected to the beta cell dysfunction reported in the literature on this animal model. In pancreatic islets of rats fed the high fat diet apoptosis was reduced, glucose metabolism increased, insulin secretion elevated at high glucose, protein expression of NAD(P)H oxidase subunits reduced and the superoxide production was diminished. There was no difference between the groups for oxidative stress markers. It is possible that the enzyme has a role in the process of insulin secretion. Probably the islets are regulating their activity and function to compensate the deleterious effect of lard.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Este trabalho teve o objetivo de estudar o efeito de medicamentos com diferentes ações agonista PPAR (rosiglitazona, fenofibrato e bezafibrato) sobre o perfil lipídico, glicídico e alterações na massa corporal e morfologia do tecido adiposo e pancreático em modelo de diabetes e sobrepeso induzido por dieta. Camundongos C57BL/6 (2 meses de idade) foram alimentados com dieta padrão (SC, n=10) ou dieta hiperlipídica rica em sacarose (HFHS, n=40) por 6 semanas. Logo após, os animais HFHS foram subdividos em: HFHS não tratado e HFHS tratado com rosiglitazona (HFHS-Ro), fenofibrato (HFHS-Fe) ou bezafibrato (HFHS-Bz) (5 semanas). Os camundongos alimentados com dieta HFHS apresentaram maior glicemia e insulina de jejum (+33% e +138%, respectivamente), intolerância à glicose, resistência à insulina, aumento da massa corporal (MC) (+20%) e adiposidade, hipertrofia de adipócitos e redução da imunocoloração para adiponectina no tecido adiposo. No pâncreas houve aumento da massa (+28%), acúmulo de gordura (+700%), hipertrofia da ilhota (+38%) e redução da imunocoloração para GLUT-2 (-60%). A rosiglitazona diminuiu a glicemia e insulina de jejum, porém induziu o ganho de MC e hipertrofia cardíaca. O fenofibrato estabilizou a MC, enquanto o bezafibrato levou a perda de MC. Apenas o bezafibrato impediu a hipertrofia da ilhota. A imunocoloração para GLUT-2 foi aumentada por todos os medicamentos, e não houve alterações na imunocoloração para o PPAR&#945;. Sinais morfológicos de pancreatite foram vistos no grupo HFHS-Fe, apesar dos níveis normais de amilase e lipase séricos. A rosiglitazona exacerbou a infiltração intrapancreática de gordura (+75% vs. HFHS), e o bezafibrato aumento a imunocoloração para o PPAR&#946;/&#948; nas ilhotas pancreáticas. Em conclusão, o bezafibrato apresentou um efeito mais amplo sobre as alterações metabólicas, morfológicas e biométricas decorrentes da dieta HFHS, sugerindo que a inibição das três isoformas do PPAR seria melhor do que a inibição de apenas uma isoforma. A rosiglitazona exacerbou o ganho de MC, a infiltração de gordura no pâncreas e induziu hipertrofia cardíaca, assim, é necessário cautela ao prescrever este medicamento a um paciente obeso. / This work aimed to evaluate the effect of peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) agonists (rosiglitazone, fenofibrate and bezafibrate) on lipid and glucose metabolism, body mass, and adipose and pancreatic tissue morphology in a model of diet-induced type 2 diabetes and overweight in mice. Two-month-old male C57BL/6 mice were fed a standard chow (SC, n=10) or a high-fat high-sucrose chow (HFHS, n=40) for 6 weeks, and then HFHS-fed mice were subdivided by treatment: untreated HFHS and HFHS treated with rosiglitazone (HFHS-Ro), fenofibrate (HFHS-Fe), or bezafibrate (HFHS-Bz) (5 weeks on medication). HFHS-fed mice have altered fasting glucose (+33%) and insulin (+138%), GI, IR, increased body mass (+20%) and fat pad weight, adipocyte hypertrophy, and decreased adiponectin immunostain. They also presented increased pancreatic (+28%) mass, intrapancreatic fat (+700%), islet hypertrophy (+38%), and decreased GLUT-2 immunostain (-60%). Rosiglitazone reduced fasting glucose and insulin but induced weight gain and heart hypertrophy. Fenofibrate impaired body mass gain, while bezafibrate induced weight loss. Only bezafibrate impaired islet hypertrophy. GLUT-2 immunostain was improved by all treatments, and there were no alterations in PPAR-&#945; stain. There were morphological signs of pancreatitis in fenofibrate-treated mice, although there was no alteration in serum amylase and lipase. Rosiglitazone exacerbated pancreatic fat infiltration (+75% vs. HFHS group), and bezafibrate increased PPAR-&#946; expression in pancreatic islets. In conclusion, bezafibrate showed a wider range of action on metabolic, morphologic, and biometric alterations due to HFHS intake, suggesting that inhibiting the three PPAR isoforms is better than inhibiting each isoform alone. Rosiglitazone exacerbated body mass gain, pancreatic fat infiltration and induced heart hypertrophy as well, thus, precaution has to be taken in prescribing rosiglitazone to obese patients.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A intervenção farmacológica pode minimizar ou até mesmo reverter o remodelamento adverso em órgãos num modelo de síndrome metabólica. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos das monoterapias e associações medicamentosas sobre a morfologia do tecido adiposo, remodelamento hepático e pancreático em camundongos C57bl/6 alimentados com dieta very high-fat. Camundongos C57bl/6 machos foram alimentados com dieta very high-fat (HF, 60% de lipídios) ou dieta padrão (SC, 10% de lipídios) por 10 semanas, quando foram iniciados os tratamentos: HF-T (HF + Telmisartana, 5.2mg/Kg/dia), HF-S (HF + Sitagliptina, 1.08g/Kg/dia), HF-M (HF + Metformina, 310.0mg/Kg/dia) e as associações medicamentosas HF-TM, HF-TS e HF-SM. Os grupos tratados também tiveram livre acesso à dieta high fat e os tratamentos duraram 6 semanas. Técnicas morfométricas, estereológicas, imunohistoquímicas, ELISA, western blotting e microscopia eletrônica foram utilizadas. A dieta high-fat causou sobrepeso, intolerância oral à glucose, hiperinsulinemia, hipertrofia de ilhotas e adipócitos, grau 2 de esteatose hepatica (<33%) redução da expressão de PPAR-alfa e de GLUT-2, concomitante com aumento da expressão de SREBP-1 no grupo HF (P<0.0001). Por outro lado, todos os tratamentos resultaram em perda de peso significativa, reversão da resistência à insulina, hipertrofia de ilhotas e adipócitos e alívio da esteatose hepática. Somente os grupos HF-T e HF-TS apresentaram massa corporal similar ao grupo SC ao final do experimento, sendo que o ultimo também apresentou reversão da esteatose hepática. O aumento da expressão do PPAR-alfa paralelamente ao decréscimo da expressão do SREBP-1 explica os achados favoráveis para o fígado. A normalização do tamanho do adipócito foi consistente com os níveis maiores de adiponectina e com a redução dos níveis de TNF-alfa (P<0.0001) nos grupos tratados.Todos os tratamentos foram eficazes para controlar a síndrome metabólica. Os melhores resultados foram alcançados com a telmisartana e sitagliptina como monoterapias ou como associação entre essas, combinando a ativação parcial do PPAR-alfa no fígado com a extensão do tempo de ação das incretinas / Pharmacological intervention can minimize or even reverse adverse remodeling due to metabolic syndrome. This work sought to evaluate the effects of monotherapies and combinations of drugs on insulin sensitivity, adipose tissue morphology, pancreatic and hepatic remodelling in C57BL/6 mice fed a high-fat diet. Male C57BL/6 mice were fed a very high-fat diet (HF, 60% lipids) or standard chow (SC, 10% lipids) over 10 weeks, after which drug treatments began: HF-T (HF + Telmisartan, 5.2mg/Kg/day), HF-S (HF + Sitagliptin, 1.08g/Kg/day), HF-M (HF + Metformin, 310.0mg/Kg/day) and the drug combinations HF-TM, HF-TS and HF-SM. Treated groups also had free access to HF diet and treatments lasted 6 weeks. Morphometry, stereological tools, immunostaining, ELISA, Western blotting and electron microscopy were used. The HF diet yielded an overweight phenotype, oral glucose intolerance, hyperinsulinemia, hypertrophied islets and adipocytes, stage 2 steatosis (<33%) and reduced liver PPAR-alpha and GLUT-2, concomitant with enhanced SREBP-1 expression, in the HF group (P<0.0001). Conversely, all drug treatments resulted in significant weight loss, reversed insulin resistance, islet and adipocyte hypertrophy and alleviated hepatic steatosis. Only HF-T and HF-TS presented body weights similar to SC mice at the end of the experiment and the latter treatment reversed hepatic steatosis. Increased PPAR-alpha immunostaining parallel to higher GLUT-2 and reduced SREBP-1 expression explain the favourable hepatic outcomes. Restoration of adipocyte size was consistent with higher adiponectin levels and lower TNF-alpha levels (P<0.0001) in treated groups. In conclusion, all treatments were effective in controlling metabolic syndrome. The best results were achieved using Telmisartan and Sitagliptin as monotherapies or as a dual treatment, combining partial PPAR-gamma agonism and PPAR-alpha activation in the liver with extended incretin action

A dieta hiperlipídica (high-fat, HF) materna durante a gestação e/ou lactação aumenta a susceptibilidade da prole para o desenvolvimento de doenças crônicas na fase adulta. Verificar a hipótese que a ingestão materna de dieta HF nos períodos críticos de desenvolvimento (gestação e/ou lactação) predispõe à doença não alcoólica do fígado gorduroso e alterações pancreáticas e no tecido adiposo de camundongos machos adultos. Camundongos C57BL/6 fêmeas receberam durante a gestação e/ou lactação dieta padrão (standard chow, SC) ou HF. Filhotes machos foram divididos em cinco grupos: SC provenientes de mães SC; G provenientes de mães HF durante a gestação; L provenientes de mães HF durante a lactação; GL/HF provenientes de mães HF durante a gestação/lactação, mantendo a mesma dieta HF no período pós-natal (do desmame aos 3 meses deidade); GL provenientes de mães HF durante a gestação/lactação trocando a dieta para SC no período pós-natal (do desmame aos 3 meses deidade). Foi analisada ao longo do experimento a massa corporal da prole. No sacrifício (3 meses), o fígado, o pâncreas e a gordura epididimária foram removidos, pesados e processados e o sangue foi coletado para análise bioquímica. Ao nascimento e ao desmame, filhotes GL/HF foram mais pesados (+6% e +44%, p<0,05, respectivamente) que os filhotes SC. Os filhotes G apresentaram resistência à insulina e menor expressão do transportador de glicose no fígado (GLUT-2). A esteatose hepática foi observada nos grupos G, L, GL e principalmente nos filhotes do grupo GL/HF. A expressão hepática da proteína ligante de elementos regulatórios de esteróis (SREBP-1c) estava aumentada nos filhotes G, GL e GL/HF. Os filhotes G, GL e GL/HF apresentaram hipertrofia da ilhota pancreática e dos adipócitos quando comparados com o grupo SC. O consumo de dieta HF durante a gestação mostra-se ser o período mais prejudicial para os filhotes adultos de camundongos. A programação metabólica por dieta HF leva ao remodelamento adverso do fígado, do pâncreas e do tecido adiposo / Maternal high-fat diet (HF) during gestation and/or lactation period increases the susceptibility to development of chronic disease in offspring adult life. This work aimed to verify the hypothesis that maternal intake of high-fat diet in critical periods of pregnancy and/or suckling period predisposes to non alcoholic fatty liver disease, pancreatic and adipose tissue alterations in adulthood mice offspring. C57BL/6 female mice were fed, during gestation and/or lactation phases, with standard chow (SC) or HF diet. Male pups were divided into 5 groups: SC- from SC fed dam; G- from HF fed dam during gestation period; L- from HF fed dam during lactation period; GL- from HF fed dam during gestation and lactation periods and GL/HF- from HF fed dam during gestation and lactation, maintaining HF diet from post-weaning to adulthood. We analyzed body mass in all experiment, and at the euthanasia (3 mo-old), liver, pancreas and adipose tissue were removed, weighted and embedded. Blood was collected to biochemical analyses. At birth and at weaning, GL/HF pups were heavier than SC pups (+6% and +44%, p<0.05, respectively). G offspring showed insulin resistance and lower glucose transporter-2 expression (GLUT-2). Hepatic steatosis was present in G, L, GL and mainly in GL/HF offspring. Sterol regulatory element-binding protein-1c (SREBP-1c) expression was higher in G, GL and GL/HF offspring. It is important to mention that pancreatic islet hypertrophy and adipocyte hypertrophy were affected in G, GL and GL/HF offspring in comparison to SC. HF diet administration during gestation period is worse than lactation period. Furthermore, this type of programming by HF predisposes to adverse remodeling in liver, pancreas and adipose tissue in adult mice offspring

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO. / Introduction: nitric oxide (NO) is an inorganic gas with a short half life that plays a critical role in maintaining vascular homeostasis and blood fluidity in physiological conditions. NO is synthesized from the cationic amino acid L-arginine by a family of enzymes: nitric oxide synthase (NOS). Studies have shown that red blood cells (RBCs) express functional endothelial NOS (eNOS), which potentially serves as an intraluminal NO source. Moreover, circulating RBCs participate in antioxidant defence, scavenging oxygen free radicals and preventing oxidative damage to biological membranes and NO destruction. High fat diets are associated with an increased risk of cardiovascular disease and metabolic syndrome, but the exact mechanisms are not completely clear. The objective of this study was to investigate the effects of different high fat (HF) diets in the RBC L-arginine-NO pathway and in oxidative stress in C57BL/6 mice. Methods: three-month-old male C57BL/6 mice were fed different diets for a 10-week period: a standard diet or high-fat (HF) diet containing lard oil (HF-L), olive oil (HF-O), sunflower oil (HF-S) or canola oil (HF-C). Studies of L-arginine transport, mediated by cationic transport systems y+ and y+L, basal activity of NOS, expression of eNOS and inducible NOS (iNOS), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) formation, and antioxidant enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities in RBCs were analysed in these groups. Results: total L-arginine influx into RBCs was upregulated in the HF-O group compared to controls and other HF diet groups. When transport systems were fractionated, there was a higher activation of system y+ in the HF-O group in relation to controls and other HF diet groups. L-arginine transport via system y+L in RBCs was increased in the HF-O, HF-S and HF-C groups compared to controls and the HF-L group. In addition, NOS activity and eNOS expression were enhanced in RBCs, independent of unsaturated HF diets. An overexpression of iNOS was observed in the HF-O group compared with controls. In contrast, the HF-L group showed an inhibition of the RBC L-arginine-NO pathway. The analysis of lipid peroxidation and antioxidant enzyme catalase activity revealed no differences among the groups studied. On the other hand, HF-O induced activation of another antioxidant enzyme, superoxide dismutase (SOD). Conclusions: this study provides the first evidence that systems y+ and y+L mediate increased L-arginine transport into mice RBCs from the HF-O group. Moreover, all unsaturated high-fat diets can induce an increase in basal NOS activity associated with an overexpression of eNOS. It is possible that changes in the lipid composition of the plasmatic membrane induced differently by HF diets could affect transporters and enzymes in RBCs. An inhibition of the L-arginine-NO pathway in HF-L group could contribute to the development of atherosclerosis, while HF unsaturated diets may have a protector effect via enhanced generation of NO.