Orientador: Rejane Maira Góes / Texto em português e inglês / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T19:26:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Negrin_AnaCarolina_M.pdf: 3573186 bytes, checksum: 84ff9397d827717b776f6497a21bc510 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Desreguladores endócrinos (DE), como o di-n-butil ftalato (DBP), podem alterar o panorama dos hormônios esteroides ou sua ação, comprometendo o desenvolvimento testicular e a capacidade reprodutiva na vida adulta. Estudos toxicológicos mostram que ratos adultos, quando expostos a altas doses de ftalatos durante a fase de diferenciação sexual, exibem diversas anomalias reprodutivas, como agenesia do epidídimo e redução na produção diária de espermatozoides. Dados mostram que exposições a 2mg/kg/dia de DBP durante a gestação e a lactação são suficientes para prejudicar o desenvolvimento das células germinativas. Além disso, há relatos de que DE contrinuem para o aumento da adipogênese por causar alterações na sinalização celular de adipócitos. É conhecido que a obesidade masculina pode afetar a qualidade do sêmen e aumenta as taxas de infertilidade. Considerando que os ftalatos podem se acumular no tecido adiposo, ficamos interessados em avaliar os efeitos da exposição prolongada a baixas doses de DBP a as possíveis interferências do excesso de lipídeos na dieta para a função testicular e os parâmetros espermáticos de gerbilos adultos. Gerbilos fêmeas adultas, alimentadas com dieta balanceada (4% de lipídeos) ou hiperlipídica (20% de lipídeos) por oito semanas, foram acasaladas com machos normais. A prole masculina foi dividida em grupos controle (C), di-n-butil ftalato (Ph), dieta hiperlipídica (HF) e hieta hiperlipídica mais di-n-butil ftalato (HFPh). DBP (5 mg/kg/dia) foi administrado na água de beber às mães durante a gravidez e lactação e aos filhotes do desmame até a idade adulta (14 semanas). A resposta do testículo foi avaliada por meio de análises microscópicas e esterológicas, da sensibilidade de suas principais populações celulares a andrógenos e estrógenos, e da produção espermática. Também foram examinados os efeitos sobre a reserva espermática, o tempo de trânsito dos espermatozoides pelo epidídimo e a motilidade espermática. Isoladamente, baixas doses de DBP resultaram em obesidade e dislipidemia nos animais adultos. Nenhuma alteração foi observada na estrutura testicular, mas a síntese de estrógeno pelo testículo foi reduzida, resultando em tendência a diminuição na eficiência espermática. A redução no estrógeno intratesticular, após exposição ao DBP, foi acompanhada de um aumento de ~70% na expressão de ER? nos testículos, que pode ser uma resposta adaptativa aos baixos níveis deste hormônio. A ingestão crônica de dieta hiperlipídica não induziu os gerbilos adultos à obesidade, mas causou uma leve queda na eficiência espermática. Esta redução não está relacionada a alterações na estrutura testicular ou na sua capacidade esteroidogênica, mas podem estar ligadas ao comprometimento da sinalização testicular, já que foi verificada uma redução no conteúdo de AR. A exposição combinada à dieta hiperlipídica e a baixas doses de DBP atuaram sinérgica e negativamente na síntese de testosterona intratesticular, prejudicando a eficiência espermática e aumentando o tempo de trânsito dos espermatozoides pelo epidídimo. A motilidade espermática não sofreu alteração frente as exposições isoladas ou combinadas. Este estudo demonstrou que o ambiente nutricional pode interferir na resposta dos testículos frente aos ftalatos e proporciona novas informações para o entendimento das consequências da exposição aos DE para a redução na reverva espermática e fertlidade humana / Abstract: Endocrine disrupting chemicals (EDC), as di-n-butyl phthalate (DBP), can alter the scenary of steroid hormones or their action, impairing the testicular development and reproductive capacity in adulthood. Toxicological studies show that adult rats, when exposed to high doses of phthalates during sexual differentiation, exhibit several reproductive anomalies, such as agenesis of the epididymis and reduction in daily sperm production. Data show that exposures to 2mg/kg/day of DBP during gestation and lactation periods are enough to impair the development of the male germ cells. Furthermore, there are reports that EDC contribute to the increase of the adipogenesis by altering cell signaling of adipocytes and lipid metabolism. It is known that the male obesity can affect semen quality and increases infertility rates. Whereas that phthalates can accumulate in adipose tissue, we were interested in evaluating the effects of prolonged exposure to low doses of DBP and possible interferences of excess dietary fat for testicular function and spermatic parameters of adult gerbils. Adult female gerbils, fed high-fat (20% fat) or balanced diet (4% fat) for eight weeks, were mated with normal males. The male offspring was divided into control (C), di-n-butyl phthalate (Ph), high-fat diet (HF) and high-fat diet plus di-n-butyl phthalate (HFPh) groups. DBP (5 mg/kg/day) was administered in drinking water to pregnant and breastfeeding mothers and to offspring from weaning up to adulthood (14-week-old). Testis response was evaluated by means of microscopic and stereological analyses, sensitivity of its major cell populations to androgens and estrogens, steroidogenic capacity and spermatic efficiency. We also examined the effects on sperm reserves, sperm transit time through the epididymis and sperm motility. Alone, low doses of DBP resulted in obesity and dislipidemy at adulthood. No histological change was observed in testicular structure of these animals, but there was reduction in intratesticular estrogen synthtesis, resulting in a tendency to decrease in sperm production. The decrease in intratesticular estrogen after lifetime DBP exposure was accompanied by a ~70% increment in ER? content in the testis, that might be an adaptative response to low estrogen levels. Chronic intake of high-fat diet did not induce obesity in aldult gerbils, but led to a slight decrease in spermatic efficiency. This decrease was not associated with changes in testicular structure or steroidogenic capacity, because serum or intratesticular testosterone and estrogen concentrations were not altered, but it can be linked to an unbalanced in androgen receptor signaling, since it was observed a decrease in AR content. The combined exposure to high-fat diet and to low doses of DBP acted synergical and negatively on intratesticular testosterone synthesis, impairing the spermatic efficiency and increasing the sperm transit time. The sperm motility was not changed in isolated or combined exposures. This study demonstrated that fat nutritional environment may adversely affect the response of testes to phthalates, and provide new informations for understanding the consequences of exposures to ECD in decreasing human sperm counts and fertility / Mestrado / Biologia Celular / Mestra em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Rejane Maira Góes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T14:41:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jesus_MarianaMarcielode_M.pdf: 3839823 bytes, checksum: 5cdcc794169929d299d222355a85e2d1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Biologia Celular / Mestra em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Marcio Alberto Torsoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_ArinedeMattos_M.pdf: 2027179 bytes, checksum: 2320e20506f524d224919f97ec6056eb (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: É conhecido que a obesidade materna durante a gestação e lactação expõe a prole a condições inflamatórias e leva a distúrbios metabólicos e obesidade na vida adulta. Porém, não é conhecido se o evento celular relacionado aos danos da sinalização hipotalâmica, como o estresse de retículo endoplasmático (ERE) e resistência à insulina, poderia estar presente na prole. Para responder essa questão, nós avaliamos o tecido hipotalâmico e hepático em camundongos recém desmamados (d28) e o hipotálamo de camundongos recém nascidos (d0) de mães alimentadas com dieta rica em gordura (HFD-O) e dieta controle (SC-O) durante a gestação e lactação. Peso corpóreo, massa do tecido adiposo, e ingestão alimentar foram mais acentuados em camundongo HFD-O que em camundongo SC-O. Além disso, intolerância a glicose (GTT) e insulina (ITT) foram maior em HFD-O que em SC-O. Comparado com SC-O, os níveis de RNAm de IL1-?, expressão proteica de NF?B e p-JNK no hipotálamo foram aumentados em HFD-O. Além disso, comparado ao SC-O, a fosforilação da AKT hipotalâmica após estímulo com insulina foi reduzida, enquanto os marcadores de ERE (p-PERK, p-eIF2?, XBP1s, GRP78 e GRP94) foram aumentados no tecido hipotalâmico de HFD-O com d28 mas não com d0. A fosforilação hipotalâmica da AMPK estava aumentada em HFD-O comparado a SC-O com d28. Esses danos na sinalização hipotalâmica foram acompanhados de alterações hepáticas evidenciadas pelo aumento de depósito de triglicérides, ativação de proteínas próinflamatórias (NF?B, p-IKK e p-JNK), e marcadores de ERE (p-PERK e p-eIF2?). Esses resultados indicam fortemente que o período de lactação é importante para as mudanças metabólicas. Essas mudanças podem ocorrer precocemente na prole de mães obesas e contribuir para a obesidade e patologias associadas / Abstract: It is known that maternal obesity during pregnancy and lactation exposes offspring to inflammatory conditions and leads to metabolic disturbances and obesity in adult offspring. However, it is unknown whether the cellular events related to the damage to hypothalamus signaling, such as endoplasmic reticulum stress (ERS) and insulin resistance, could be present early in the offspring. To address this question, we evaluated the hypothalamic and hepatic tissues in recently weaned mice (d28) and the hypothalamus of newborn mice (d0) from dams fed HFD (HFD-O) or standard chow diet (SC-O) during pregnancy and lactation. Body weight, adipose tissue mass, and food intake were more accentuated in HFD-O mice than in SC-O mice. In addition, intolerance to glucose (GTT) and insulin (ITT) was higher in HFD-O mice than in SC-O mice. Compared with SC-O mice, levels of hypothalamic IL1-? mRNA, NF?B protein, and p-JNK were increased in HFD-O mice. Furthermore, compared with SC-O mice, hypothalamic AKT phosphorylation after insulin challenge was reduced, while markers of ERS (p-PERK, p-eIF2?, XBP1s, GRP78, and GRP94) were increased in the hypothalamic tissue of HFD-O at d28 but not at d0. Hypothalamic AMPK phosphorylation was higher in HFD-O mice than in SC-O mice at d28. These damages to hypothalamic signaling were accompanied by hepatic alterations evidenced by increased triglyceride deposits, activation of proinflammatory proteins (NF?B, p-IKK, and p-JNK), and markers of ERS (p-PERK and p-eIF2?). Taken together, these results strongly indicate that the lactation period is important for metabolic changes. These changes may occur early in offspring from obese dams and contribute to obesity and associated pathologies / Mestrado / Metabolismo e Biologia Molecular / Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo

Orientador: Mário Roberto Maróstica Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T22:33:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Furlan_CibelePriscilaBusch_M.pdf: 1142828 bytes, checksum: b13310e35dd9859ae5548ba7a4d91a00 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Obesidade se tornou o maior problema de saúde pública ao redor no mundo e é associado, geralmente, com doenças crônicas não transmissíveis como a diabetes. Alguns componentes dos alimentos estão relacionados com benefícios à saúde como modulação do estresse oxidativo, hormônios e inflamação. O ácido linoléico conjugado (CLA) é um ácido graxo que pode exercer papel antioxidante, possivelmente pela influencia na auto oxidação lipídica. Outros lipídios, esteroidais das plantas, os fitosteróis são considerados também compostos bioativos, uma vez que eles são responsáveis pela redução da circulação do LDL colesterol, bem como pela redução do peso corporal. Em adição, esses compostos são anti-inflamatórios, e apresentam importante potencial para prevenir efeitos adversos da obesidade. Nessas condições, o objetivo do presente trabalho foi investigar os efeitos da suplementação do CLA e fitosterol, sozinhos e em combinação, em relação aos hormônios da saciedade, glicose, resistência a insulina, perda de peso, consumo e os efeitos no fígado e sua influencia no sistema antioxidante de defesa em ratos machos Sprague-Dawley alimentados com dieta hiperlipídica.Quarenta ratos Sprague-Dawley recém-desmamados foram divididos em cinco grupos (n=8) aleatoriamente: grupo Padrão, grupo Hiperlipídico Padrão, e três grupos hiperlipídicos com adição de 2% de CLA, 2% de fitosterol e 2% de CLA mais 2% de fitosterol. Todas as dietas tiveram como base a AIN-93G, sendo as dietas experimentais high-fat adicionadas de 35% de banha animal e 2% de cada suplemento. O tempo de experimento foi de 65 dias. O grau de sensibilidade à insulina foi calculado nas últimas semanas experimentais, por meio dos métodos Teste de Tolerância à Glicose e Teste de Tolerância à Insulina. O acompanhamento do ganho de peso e consumo foi feito por pesagem. As análises das enzimas do estresse oxidativo, 8-F2-Isoprostana e hormônios foram determinadas utilizando kits comerciais, apenas as análises de malondialdeído foram feitas pelo método de TBARS. A dieta suplementada com CLA, fitosterol ou a combinação de ambos, por 65 dias foi efetiva na redução da massa gorda, dos tecidos adiposos e do consumo alimentar. Ademais, CLA mas não o fitosterol modulou a ação da leptina na obesidade. No entanto, os suplementos apresentaram efeito na modulação das enzimas do estresse oxidativo indicando possível dano mitocontrial e citotoxicidade, além de não reverterem o processo de intolerância a glicose e resistência a insulina. Por outro lado, os suplementos reduziram as gotas de gordura no fígados dos animais suplementados / Abstract: Obesity is one of the most serious public health problems worldwide and is generally associated with chronic diseases such as diabetes. Some food compounds are linked to benefits in health as they modulate oxidative stress, hormones and inflammation. Conjugated linoleic acid (CLA) is a fatty acid that could exert an antioxidant role, possibly by its influence on lipid auto-oxidation. Other lipids, steroidal plant, the phytosterols are considered also bioactive compounds, since they are responsible for the reduction of LDL cholesterol circulation, as well as reduction in body weight. In addition, these compounds are considered to play anti-inflammatory roles, and they are potentially important in preventing the adverse effects of obesity. Thus, the aim of the present study was to investigate the effect of CLA and phytosterol supplementation, alone or in combination, in relation to satiety hormones, glucose and insulin resistance, weight loss and adipose tissue, and feed consumption and liver effects and their influence in the modulation of antioxidant system on male Sprague-Dawley rats fed a high-fat diet. Forty rats of the Sprague-Dawley specie, males and healthy were divided into five groups (n=8) randomly: standad group, High-Fatstandad group, and three groups that received the standard experimental high-fat diet with addition of 2% CLA, with addition of 2% phytosterol and with addition of 2% CLA plus 2% phytosterols. All diets were based on the AIN- 93G, and experimental diet high-fat add of 35% lipids, and 2% each supplement. The period of experiment was 65 days. The insulin sensitivity was calculated in the last week experimental by the methods Tolerance Test Glucose and Insulin Tolerance Test. The monitoring of consumption and weight gain was made by weighing. The analysis of the enzymes of oxidative stress, 8-F2- isoprostane and hormones were determined using commercial kits, only the analyzes of malondialdehyde were made by the method of TBARS. The diet supplementations with CLA, phytosterols or their combination, for 65 days were effective in reducing body fat, adipose tissue and feed consumption. Furthermore, CLA, but not phytosterols, modulated the action of leptin in obesity. However, the supplementation had an effect in modulating the enzymes of oxidative stress indicating possible damage and cytotoxicity mitocontrial, moreover both supplements did not reverse the process of glucose intolerance and insulin. On the other hand, the supplementation reduced the liver fat droplets of the animals / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

Magister Scientiae - MSc / Obesity is a globally increasing disease particularly in developing countries and among children. It is mainly caused by intake of diets high in fat and the lack of physical activity. Obesity is a risk factor for diseases such as type II diabetes, high blood pressure, high cholesterol and certain cancers. Prediabetes is a condition where blood glucose levels are above normal but have not reached those of diabetes. It is difficult to diagnose, as there are no signs or symptoms. Some type II diabetes patients bear no symptoms at all and the disease is discovered late. Proteomics is a field that can provide opportunities for early diagnosis of diseases through biomarker discovery. The early diagnosis of diabetes can assist in the prevention and treatment of diabetes. Therefore there is a need for the early diagnosis of diabetes. Twenty Wistar rats were used. The rats were initially fed a CHOW diet, which is the standard balanced diet for rats, for 4 weeks. The rats were then divided into 2 groups of 10 where 1 group was fed CHOW and another was fed a high fat (HF) diet in order to induce obesity. The two groups were fed their respective diets for 18 weeks. Rats were weighed. Rats were placed in metabolic chambers and 24 hour urine samples were collected. Ketone levels were measured by Ketostix. Urine proteins were precipitated by acetone, quantified and separated on both the 1D SDS-PAGE and the 2D SDS-PAGE. Protein expression changes between CHOW and HF fed rats were determined and identified using MALDI-TOF mass spectrometry. Protein spots intensities increased and decreased between the CHOW and HF fed rats. Transducin (beta)-like 3 was identified as the only differentially expressed protein, which might serve as a potential biomarker for prediabetes. / South Africa

L’hypothalamus joue un rôle crucial dans le contrôle de l’homéostasie énergétique. Chez l’adulte, cette zone est plastique afin de s’adapter rapidement aux pressions environnementales. Ces remodelages hypothalamiques sont perturbés lors de pathologies métaboliques comme l’obésité. Nous nous sommes demandé si un régime gras provoquant des pathologies de surcharges à long terme, provoquait des modifications rapides du réseau hypothalamique chez l’individu adulte. Pour répondre à cette question, nous avons mis en place un modèle de souris présentant une réponse homéostatique rapide à un régime gras, et nous avons évalué deux types de plasticités hypothalamiques: la plasticité synaptique et la neurogenèse. Nos résultats montrent une stimulation des neurones anorexigènes dès les 3 premiers jours sous régime. Ce phénomène implique la polysialisation de la protéine d’adhésion NCAM. Nous avons également démontré que le remaniement de ces connexions synaptiques s’accompagne d’une augmentation de la prolifération cellulaire. Le blocage de cette prolifération avec l’anti-mitotique araC empêche la réponse homéostatique et accélère de manière drastique l’apparition de l’obésité. Ceci suggère que les nouvelles cellules produites sont essentielles pour le maintien de l’équilibre énergétique. Ces nouvelles cellules se différencient majoritairement en neurones quelque soit le régime, mais le régime gras va diriger la maturation des nouveaux neurones vers un phénotype anorexigène. Nos expériences montrent que suite à un déséquilibre énergétique, l’hypothalamus subit une succession de modifications plastiques conduisant à un rapide rétablissement de l’homéostasie énergétique / The hypothalamus plays a crucial role in the control of energy balance. In adult brain, this area remain plastic and the cellular network can be rapidly modified under environmental pressures. Studies show than hypothalamic remodeling are disturbed when metabolic diseases such as obesity or type II diabetes are declared. In this study we hypothesized that a high fat diet (HFD) inducing obesity could rapidly causes cell modifications in the adult hypothalamus network. To answer this question, we have established a one week HFD mouse model, and evaluated to type of hypothalamic plasticity which are synaptic plasticity and neurogenesis. Our results show that HFD leads to an increase of the excitatory pre-synaptic tonus on the POMC neurons. This phenomenon implies polysialisation of the adhesion protein NCAM. We also demonstated than this rapid rewiring is reinforced by the increase of cell renewal, and more specifically by an increase of cell proliferation. Blockade of proliferation with the anti-mitotic araC prevent food intake regulation observed in control mice and accelerate the onset of obesity. These results suggest that neoformed cells are crucial for the maintenance of energy balance. In fact, new cells mainly differenciate into neurons, and the proportion of new POMC neurones of the arcuate nucleus (ARC) is twice the one of mice under standard diet (STD). HFD directs maturation of new neurons toward anorexigenic phenotype. Our experiments demonstrate than the hypothalamus rapidly remodels after an energy imbalance, and establish a succession of changes leading to a rapid restablishment of energy homeostasis

Au cours des dernières années, de nombreuses études ont porté sur les relations entre le microbiote intestinal et l'obésité. Des groupes bactériens ont été incriminés et des hypothèses proposées mais les mécanismes liant microbiote et obésité restent en grande partie inconnus. Le microbiote intestinal est constitué de plusieurs centaines d’espèces et est spécifique de chaque individu. Récemment, il a été révélé l’implication potentielle de ce microbiote dans le développement de l’obésité. Lors d’une étude précédente, notre équipe a ainsi montré que les souris sans germes (dites « axéniques ») sont résistantes à l’obésité et aux désordres métaboliques induits par un régime hypercalorique (Roy et al. 2012). Par ailleurs, nous avons observé que certaines souris conventionnelles soumises à un tel régime développent une obésité et une insulinorésistance importantes (phénotype dit répondeur) tandis que d'autres restent minces et tolérantes au glucose (phénotype dit non répondeur) indépendamment de la quantité de nourriture consommée. Les mécanismes expliquant cette hétérogénéité de phénotype sont actuellement peu connus. Ce projet de thèse vise donc à élucider les mécanismes liant le microbiote intestinal au développement de l'obésité et des désordres associés en partant du principe que l'hétérogénéité (en termes de composition et de fonctions) du microbiote intestinal, spécifique de chaque individu (aussi bien chez l'homme que chez le rongeur), joue un rôle dans ces réponses différentes à un même régime hypercalorique. Pour ce faire, des souris conventionnelles ont reçu un régime contrôle ou un régime hyperlipidique pendant 12 semaines. A l’issu de ce régime, des souris ont été sélectionnées en tant que répondeuses ou non-répondeuses Une approche par métagénomique à partir d’échantillons fécaux prélevés avant et après régime hyperlipidique et issus des souris répondeuses et non-répondeuses ont été analysés. Les profils de microbiotes avant et après régime hyperlipidique ont été comparés afin de déterminer les effets de ce régime sur le microbiote intestinal. De plus, le profil du microbiote des souris répondeuses a été comparé à celui des souris non-répondeuses afin de détecter des espèces bactériennes, des gènes ou des voies métaboliques sous- ou sur-représentés dans les deux phénotypes. Par ailleurs, des échantillons de fèces, d’urine et de plasma prélevés avant et après le régime hyperlipidique ont été analysés par métabolomique et nous avons ainsi analysé les fluctuations métaboliques induites par l’effet du régime. L’ensemble de ces travaux a eu pour but d’identifier s’il existe un microbiote de prédisposition au développement ou à la résistance du développement d’une obésité induite. Au cours de ce projet de thèse nous avons utilisé l’approche de métagénomique à partir d’échantillon fécaux afin d’identifier les profils du microbiote intestinal des souris NR et des souris R avant et après régime hyperlipidique en vue de mesurer l’impact de ce type de régime sur le microbiote, et surtout de détecter les espèces bactériennes, les gènes ou les voies métaboliques potentiellement sous- ou sur-représentés dans les deux phénotypes. D’autre part, l’approche de métabolomique a été utilisée sur des échantillons d’urine, de fèces et de plasma avant et après régime afin de visualiser les fluctuations métaboliques induites par l’effet du régime d’une part et d’identifier les métabolites (biomarqueurs) associés à chacun des phénotypes d’autre part. / In recent years, numerous studies have examined the relationship between the gut microbiota and obesity. Bacterial groups have been incriminated but the mechanisms linking microbiota and obesity remain largely unknown. Intestinal microbiota consists of several hundred species and is specific for each individual. Recently, it was revealed that the potential contribution of microbiota in the development of obesity. In a previous study, our team has shown that mice without germs (called "germ-free") are resistant to obesity and metabolic disorders induced by a high calorie diet (Roy et al. 2012). Furthermore, we observed that certain conventional mice subjected to such a plan develop an important obesity and insulin resistance (responder phenotype) while others remain thin and glucose tolerant (non responder phenotype) regardless of the amount of food consumed. The mechanisms explaining this phenotype heterogeneity are currently poorly known. This PhD project aims to elucidate the mechanisms linking the intestinal microbiota in the development of obesity and disorders associated with the assumption that heterogeneity (in terms of composition and functions) of the intestinal microbiota, specific for each individual ( both in humans than in rodents), plays a role in these different responses to the same high-fat diet. To do this, conventional mice received control diet or a high fat diet for 12 weeks. At the end of this diet, mice were selected as a responder or non-responder A metagenomics approach from fecal samples taken before and after high fat diet and from responder and non-responder mice were analyzed. Microbiota profiles before and after fat diet were compared to determine the effects of this diet on the intestinal microbiota. In addition, the profile of the microbiota of responder mice was compared to that of non-responder mice in order to detect bacterial species, genes or pathways under- or over-represented in both phenotypes. Furthermore, samples of feces, urine and plasma collected before and after fat diet were analyzed by metabolomics and we have analyzed the metabolic changes induced by the effect of diet. All of this work has been aimed to identify if there is a predisposition microbiota to the development or the resistance of induced obesity. In this PhD project we used the metagenomic approach from fecal sample to identify the profiles of the intestinal microbiota in mice NR and R mice before and after fat diet in order to measure the impact of this type of diet on the microbiota, and especially to detect bacterial species, genes or metabolic pathways potentially under- or over-represented in both phenotypes. On the other hand, the approach of metabolomics has been used on samples of urine, feces and plasma before and after diet in order to visualize the metabolic changes induced by the effect of diet on the one hand and to identify metabolites (biomarkers) associated with each other hand phenotypes.

Orientadores: Antonio Carlos Boschiero, Luiz Fernando de Rezende / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kurauti_MirianAyumi_M.pdf: 1902413 bytes, checksum: ff555addcb6b815d619a2368635ae4f4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A hiperinsulinemia, frequentemente associada a doenças como obesidade e diabetes tipo 2, decorre do aumento da secreção e redução do clearance de insulina, processo que acontece principalmente no fígado pela ação da IDE ("insulin degrading enzyme"), principal enzima responsável pela degradação da insulina. Sabe-se que o exercício físico reduz a insulinemia, entretanto, seu efeito sobre o clearance de insulina ainda não está totalmente esclarecido. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do exercício físico agudo sobre o clearance de insulina e expressão proteica de IDE, em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica. Camundongos C57BL6 foram distribuídos em 3 grupos: Controle (CTL), Obeso (O) e Obeso Exercitado (OE) e, submetidos a 12 semanas de dieta CHOW (CTL) ou hiperlipídica (O e OE). O exercício físico agudo foi realizado em esteira com duração de 3 horas (intensidade de 60-70% do VO2máx). Após o exercício, tolerância à glicose (ipGTT), à insulina (ipITT) e ao piruvato (ipPTT), bem como o clearance de insulina foram avaliados. Os camundongos foram eutanasiados por decapitação para coleta de sangue e órgãos como: fígado, tecido adiposo perigonadal, músculo esquelético gastrocnêmio e pâncreas, do qual foram isoladas as ilhotas pancreáticas para avaliar a secreção de insulina estimulada por glicose. Proteínas foram extraídas dos tecidos para análise da expressão proteica de IDE, IR, p-Akt e p-AMPK (Western blot). Testes estatísticos ANOVA One-Way seguido de pós-teste Tukey foram empregados para análise dos resultados. Comparado ao grupo CTL, camundongos do grupo O apresentaram aumento da massa corporal e de tecido adiposo perigonadal, hiperglicemia, hiperinsulinemia, intolerância à glicose e à insulina, aumento da glicemia durante o ipPTT, hipersecreção e redução do clearance de insulina, além de redução da expressão proteica de IDE, IR e p-Akt no fígado e, redução de p-AMPK no tecido adiposo perigonadal e também no fígado. Como esperado, o exercício agudo não alterou a massa corporal e a massa do tecido adiposo perigonadal, entretanto reduziu a glicemia e insulinemia, melhorou a tolerância à glicose e à insulina, reverteu o aumento da glicemia durante o ipPTT, reduziu a secreção de insulina e aumentou o clearance de insulina dos camundongos OE. Além disso, aumentou a expressão proteica de IDE, IR e p-Akt no fígado e músculo gastrocnêmio e, aumentou a p-AMPK apenas no músculo gastrocnêmio desses camundongos. Os resultados demonstram que apenas uma sessão de exercício físico pode melhorar significativamente a homeostase glicêmica de camundongos obesos. Em adição, o exercício agudo, além de reduzir a secreção de insulina, aumentou o clearance desse hormônio, justificando a redução da insulinemia nesses obesos. Tal aumento no clearance de insulina ocorre provavelmente via aumento da expressão proteica de IR e IDE no fígado e músculo gastrocnêmio, indicando um possível novo mecanismo pelo qual o exercício físico reduz a insulinemia. Estes resultados mostram a importância do clearance de insulina na regulação desse hormônio em obesos. Portanto, estratégias farmacológicas dirigidas ao aumento do clearance de insulina pode ser uma ferramenta importante na prevenção e/ou tratamento de doenças associadas à hiperinsulinemia, como obesidade e Diabetes tipo 2 / Abstract: Hyperinsulinemia is often associated with pathological conditions such as obesity and type 2 diabetes. It occurs by increase in insulin secretion and decrease in insulin clearance that occurs, mainly, in liver by insulin degrading enzyme (IDE), the main responsible for insulin degradation. It is known that exercise reduces insulinemia, however, its effects on insulin clearance remain unclear. The aim of this study was to investigate the effect of a single bout of acute exercise on insulin clearance and IDE protein expression in mice fed a high-fat diet. C57BL6 male mice were distributed in three groups: Control (CTL), Obese (O) and Exercised obese (OE), fed for 12 weeks with CHOW diet (CTL) or high-fat diet (O and OE). Acute exercise was performed on a treadmill for 3 hours (60 ¿ 70% of VO2 máx). After, glucose tolerance (ipGTT), insulin tolerance (ipITT), piruvate tolerance (ipPTT), and insulin clearance was evaluated. Mice were beheaded to obtain blood and organs samples such as liver, gastrocnemius skeletal muscle, perigonadal adipose tissue and pancreas. The islets were isolated by pancreases digestions with collagenase, and used to evaluate the insulin secretion stimulated by glucose. Protein from various tissues was extracted and the expression of IDE, IR, p-Akt and p-AMPK were assessed (Western blot). ANOVA One-Way and Tukey post-test were used for the analysis of the results. Compared to the CTL group, the O group showed increased body and perigonadal adipose tissue masses, hyperglicemia, hyperinsulinemia, glucose and insulin intolerance, higher glycemia during ipPTT, hypersecretion and lower insulin clearance, in addition to reduction of IDE, IR and p-Akt protein expression in liver, and, p-AMPK reduction also in liver and perigonadal adipose tissue. As expected, acute exercise did not alter body and perigonadal adipose tissue masses, however it reduced glycemia and insulinemia, improved glucose and insulin tolerance, reversed higher glycemia during ipPTT, decreased insulin secretion and increased insulin clearance in obese mice. Moreover, acute exercise increased the expression of IDE, IR and p-Akt proteins in liver and gastrocnemius muscle, and p-AMPK only in gastrocnemius muscle in these obese mice. These results show that acute exercise improves glucose homeostasis in obese mice. In addition, besides the reduction in insulin secretion, the increase in insulin clearance, induced by exercise, explain the lower insulinemia in OE group. This increased insulin clearance occurs most likely by the augment in the expression of IDE and IR proteins in liver and gastrocnemius muscle, suggesting a new possible mechanism whereby acute exercise reduces insulinemia. Taken all together, this study demonstrate that insulin clearance is very important to insulin regulation in obese. Therefore, pharmacological strategies targeting to increase insulin clearance may be an important way to prevention and/or treatment of diseases associated with hyperinsulinemia, such as obesity and type 2 diabetes / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Jaime Amaya-Farfan, Fernanda de Pace / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_NaiceEleidianeSantana_M.pdf: 1835989 bytes, checksum: ec62cf398adabcdca614249ae2d4692b (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Caracterizada como um dos mais importantes problemas que a saúde pública enfrenta atualmente no Brasil e no mundo, a obesidade está associada a um quadro de inflamação subclínica, que predispõe à resistência à insulina e ao desenvolvimento de diabetes mellitus, além de representar fator etiológico para diversas outras doenças crônicas não transmissíveis. Sabendo da importância que os alimentos com propriedades bioativas podem ter no tratamento da obesidade é que a utilização das proteínas do soro do leite na dieta vem sendo alvo de diversos estudos, devido aos benefícios que podem trazer à saúde humana. Dentre as propriedades da whey protein, citam-se a capacidade de regular a função imune, atuar como agente antimicrobiano, estimular a síntese de proteína muscular, suprimir o apetite e atuar na redução da gordura corporal, além das propriedades de aumentar a expressão gênica de proteínas anti-estresse (HSPs) e de ativar o transportador de glicose GLUT4, ambas descobertas pelo nosso grupo da FEA. O presente estudo teve como objetivo investigar o impacto que as proteínas do soro do leite, seja na sua forma íntegra ou na forma hidrolisada, possam exercer sobre a homeostase e a proteção do organismo de camundongos, contra os danos causados por uma dieta hiperlipídica. Para alcançar este objetivo, 34 camundongos C57BL/6 recém-desmamados foram divididos em quatro grupos de forma aleatória e alimentados com as seguintes dietas: grupo controle normolipídico (AIN93-G), grupo controle hiperlipídico (HFCAS), grupo hiperlipídico com substituição da caseína pela proteína do soro de leite concentrada (HFWPC), e grupo hiperlipídico, com adição da proteína do soro do leite hidrolisada (HFWPH), por 9 semanas. Os camundongos foram acompanhados quanto ao consumo alimentar e ganho de peso por meio de avaliação poderal em dias alternados, parâmetros bioquímicos e de endotoxemia avaliados por técnicas convencionais, biomarcadores inflamatórios analisados por western blot, além da avaliação do perfil histopatológico do fígado e do estudo metagenômico da microbiota intestinal. Os resultados demonstraram que alimentação com a formulação contendo whey protein, em ambas as formas, por 9 semanas, não diminuiu ganho de peso em comparação aos demais tratamentos, mas foi efetiva em reverter a disbiose causada pela dieta gordurosa, reduzir o processo inflamatório para níveis indistinguíveis do controle, em atenuar a infiltração gordurosa no tecido hepático, além de modular a microbiota intestinal. A caseína não mostrou tais propriedades / Abstract: Recognized as one of the most important issues currently facing public health in Brazil and in the world, obesity is associated to a subclinical inflammation framework, which predisposes to insulin resistance and the development of diabetes mellitus, in addition to representing an etiological factor for several other chronic diseases. Owing to the bioactive properties that the milk whey proteins may have on human health, such as the ability to regulate immune function, act as an antimicrobial agent, stimulate protein synthesis, suppress appetite thus helping to reduce body fat, besides the two newly discovered functions from our laboratory regarding the up-regulation of protective HSPs and activation of the glucose transporter 4 (GLUT4), it is thought that these proteins may also have anti-inflammatory action and, therefore, this study was designed to investigate the impact that whey protein, either in its normal form or in the hydrolyzed form, may exert on homeostasis protecting the mouse from the adverse effects of a high-fat diet. To accomplish this, 34 C57BL/6 male mice were randomly divided into four groups that received the following diets for 9 weeks: Normolipidic control (AIN93-G), Hyperlipidic control (HFCAS), Hyperlipidic with whey protein concentrate instead of casein (HFWPC) and a Hyperlipidic group with hydrolyzed whey protein (HFWPH) as the only source of protein. Diet intake and weight gain were monitored and recorded every other day. Biochemical parameters and endotoxemia were evaluated using commercial kits, and inflammatory biomarkers were analyzed by western blotting, besides the evaluation of histopathological liver profile and metagenomic study of the intestinal microbiota. The results showed that feeding the formulation contendowheyprotein, in both its forms, for 9 weeks, not decreased weight gain compared to the other treatments, but was effective in reversing dysbiosis caused by high-fat diet, reduce inflammation to levels indistinguishable control and mitigate the fatty infiltration of the casein hepático, in addition to modulate the gut microbiota. Casein did not show such properties / Mestrado / Nutrição Experimental e de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

O estudo avaliou os efeitos da fototerapia na cicatrização de úlceras cutâneas e sua relação com estresse oxidativo experimental em ratos. Foram selecionados 80 ratos Wistar que foram divididos aleatoriamente em dois grupos de acordo com a dieta, controle e hiperlipídica (50% gordura) durante 45 dias. Posteriormente, foram avaliadas as concentrações séricas de glicemia, colesterol total, triglicérides, HDL e adiponectina, além da avaliação clínica e histopatológica dos fígados dos animais. Os animais normolipídicos (NL) e hiperlipídicos (HL) foram distribuídos em grupos (n=20) conforme tratamento fototerápico, a saber: aparelho desligado (sham) e ligado (laser diodo, 660 nm, 2 J, 70 J/cm&sup2, 100 mW) sendo designados NLL-, HLL-, NLL+ e HLL+ respectivamente. Duas úlceras cutâneas foram realizadas com punch 15 mm e irradiadas 3 vezes por semana durante 14 dias. As úlceras foram fotografadas e analisadas por meio do programa ImageJ e calculado os índices de cicatrização das úlceras (ICUs) no 2º, 7° e 14° dias, além da dosagem de hidroxiprolina para avaliação da colagênese e avaliação histopatológica (HE) qualitativa do processo cicatricial. Foram coletadas biópsias das lesões nos dias de seguimento para dosagens de mieloperoxidase (MPO), malondialdeído (MDA), peróxidos de hidrogênio (FOX), glutationa reduzida (GSH) para avaliar o estresse oxidativo tecidual. Os resultados mostraram que após o período de dieta, os animais hiperlipídicos apesar de não apresentarem aumento na massa corporal, apresentaram aumento da glicemia (p=0,0001), colesterol total (p=0,0002), triglicérides (p=0,0001) e diminuição nos níveis de adiponectina (p=0,003) comparado ao grupo normolipídico. Além disso, apresentaram fígados com alterações clínicas e histopatológicas compatíveis com quadro de esteatose hepática. Em relação ao estudo da cicatrização, no 14º dia o grupo hiperlipídico apresentou atraso na reepitelização das úlceras (p=0,0001), diminuição da colagênese (p=0,0001), e na análise histopatológica qualitativa do 14º dia evidenciou pequena formação de epiderme, poucos fibroblastos e colágeno desorganizado em relação aos normolipídicos. Quanto ao estresse oxidativo, no 2º dia os animais hiperlipídicos apresentaram aumento nos níveis de MPO (p=0,0001), MDA no 2º e 14º dia (p=0,0003 e p=0,0001), FOX no 2º e 14º dia (p=0,01 respectivamente) e GSH no 2º dia (p=0,009) em relação aos normolipídicos. Em relação aos grupos irradiados, no 2º dia o grupo NLL+ apresentou maiores ICUs em relação ao HLL- (p<0,05) e o HLL+ apresentou maiores ICUs em relação aos controles NLL- e HLL- (p<0,05). No 14º dia o grupo NLL+ apresentou novamente maiores ICUs em relação ao HLL- e o grupo HLL+ apresentou maiores ICUs em comparação com o HLL- e NLL+ (p<0,05). Quanto à colagênese, no 7º dia o NLL+ apresentou aumento em relação aos demais grupos (p<0,05) e no 14º dia o NLL+ continuou apresentando aumento em comparação com os outros grupos e o HLL+ apresentou aumento em relação ao HLL- (p<0,05). Em relação ao estresse oxidativo, no 2º dia o grupo NLL+ apresentou aumento de MPO em relação aos grupos NLL- e HLL+ (p<0,05). No 7º dia o grupo NLL+ apresentou diminuição nos níveis de MPO em comparação ao NLL- e o HLL+ apresentou diminuição em relação aos controles NLL- e HLL- (p<0,05). As dosagens de MDA no 2º dia mostraram que o grupo HLL+ apresentou menores índices em comparação ao HLL- e no 14º dia o NLL+ apresentou diminuição nos índices em relação ao HLL- (p<0,05). De acordo com as dosagens de FOX no 2º dia o NLL+ mostrou níveis elevados em comparação com os grupos NLL- e HLL+, e o grupo HLL+ mostrou níveis mais baixos em relação ao HLL- e NLL+ (p<0,05). Quanto as dosagens de GSH no 7º dia o grupo HLL+ apresentou níveis elevados em comparação aos demais grupos (p<0,05). Os resultados evidenciaram a influência negativa da dieta hiperlipídica nas concentrações séricas de glicemia, perfil lipídico, adiponectina e no fígado. Essas alterações metabólicas causaram ambiente de estresse oxidativo e diminuição da colagênese e atraso da reepitelização das úlceras cutâneas. Quanto à fototerapia, o grupo hiperlipídico irradiado acelerou a cicatrização de úlceras cutâneas por meio da modulação do estresse oxidativo em comparação ao grupo hiperlipídico não irradiado e aos grupos normolipídicos, sugerindo que efeitos benéficos similares podem ser encontrados em pacientes com alterações metabólicas. / The study evaluated the effects of phototherapy in the healing of skin ulcers and their relationship with oxidative stress in experimental rats. Eighty Wistar rats were divided were selected randomly into two groups according to diet, control diet and hyperlipidemic diet (50% fat) for 45 days. Subsequently, serum glucose concentrations were evaluated, cholesterol, total triglycerides, HDL and adiponectin, in addition to clinical and histopathological evaluation of liver animals. The normolipidemic (NL) and hyperlipidemic (HL) animals were divided into groups (n = 20) as phototherapy, namely laser off (sham) and laser on (laser diode, 660 nm, 2 J, 70 J/cm&sup2, 100 mW) being designated NLL-, HLL-, NLL+ and HLL+, respectively. Two skin ulcers were performed with a punch 15 mm and irradiated three times per week for 14 days. The ulcers were photographed and analyzed using the ImageJ program and calculated the rates of healing of ulcers in the 2nd, 7th and 14th days, besides the determination of hydroxyproline to evaluate collagenesis and histopathological evaluation (HE) qualitative healing process. Biopsies was collected on days of followup for determination of myeloperoxidase (MPO), malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (FOX), reduced glutathione (GSH) to assess tissue oxidative stress. The results showed that after the diet period, the hyperlipidemic animals spite of not showing an increase in body mass, showed increased blood glucose levels (p = 0.0001), total cholesterol (p = 0.0002), triglycerides (p = 0.0001) and a decrease in adiponectin levels (p = 0.003) compared to normolipidemic group. Furthermore, livers presented with clinical and histopathological changes consistent with acute hepatic steatosis. Regarding the study of healing, on the 14th day hyperlipidemic group showed delay in re-epithelialization of ulcers (p = 0.0001), decreased collagenesis (p = 0.0001) , and qualitative histopathological analysis of the 14th day showed a small neo epidermis, few fibroblasts and disorganized collagen in relation to normolipidemic rats. Regarding oxidative stress, on the 2nd day the hyperlipidemic animals showed increased levels of MPO (p = 0.0001), MDA in the 2nd and 14th day (p = 0.0003 and p = 0.0001), FOX in the 2nd and 14th day (p = 0.01, respectively) and GSH on day 2 (p = 0.009) compared to normolipidemic. Regarding the irradiated groups, on the 2nd day the NLL+ group had higher WHR compared to HLL- (p < 0.05) and HLL+ WHR were higher compared to NLL- and HLL- (p < 0.05) control groups. On the 14th day the NLL + group showed higher again ICUs compared to HLL and HLL-+ group had higher ICUs compared with HLL and NLL + (p <0.05). Regarding collagenesis, on the 7th day the NLL+ showed an increase compared to the other groups (p < 0.05), on day 14 the NLL+ continued to show an increase compared with the other groups and HLL+ showed an increase compared to HLL- (p < 0.05). In relation to oxidative stress, on the 2nd day the NLL+ group showed increased MPO in relation to HLL+ and NLL- (p <0.05) groups. On the 7th day the NLL+ group showed a decrease in MPO levels in compared to the NLL-, and HLL+ showed a decrease compared to NLL+ and HLL- (p < 0.05) controls. Dosages of MDA on day 2 showed that the HLL+ group had lower rates compared the HLL- and on day 14 the NLL+ showed a decrease in rates compared to HLL- (p < 0.05). Of according to FOX dosages on the 2nd day the NLL+ showed high levels compared with HLL+ and NLL- groups and HLL+ showed lower levels compared to the HLLand NLL+ (p < 0.05). As the dosage of GSH on the 7th day the HLL+ group showed high levels compared to other groups (p < 0.05). The results showed the negative influence of high-fat diet on serum glucose, lipid profile, adiponectin and liver. Those metabolic changes caused oxidative stress, decreased collagenesis and delay in reepithelialization of cutaneous wounds. As for phototherapy, the group hyperlipidic irradiated accelerated the healing of skin ulcers by modulating oxidative stress in comparison to hyperlipidemic non-irradiated group and normolipidemic groups, suggesting that similar beneficial effects can be found in patients with metabolic disorders.