The protein Poly was first discovered in Drosophila melanogaster, during a screening for third chromosome lethal mutations. Drosophila poly mutant larvae exhibit a slower rate of development. However, they reach the third instar larval stage and remain at that stage for 21 days before they die without reaching pupation. This phenotype is attributed to developmental impairment of the imaginal discs, therefore suggesting defects in cell growth and/or proliferation. During that stage, the mutant larvae develop melanotic masses. Poly is conserved and its homolog, Elp6, is one of the small subunits of the Elongator Complex, a complex involved in many cellular functions including transcription and translation. Drosophila larvae mutated at the Elp3 gene, the gene encoding the catalytic subunit of the Elongator complex, develop melanotic masses, a phenotype very similar to that of poly. The Heck laboratory published that Poly is a positive mediator of the Insulin Receptor/TOR (InR/TOR) pathway, which leads to protein, glycogen and fatty acid synthesis, regulates cell growth and apoptosis. It was shown that Poly interacts with InR, at least in some cases, therefore promoting cell growth and metabolism (Bolukbasi et al., 2012). The Drosophila genome shares 60% similarity to the human, with 77% of the genes attributed to a human disease having a Drosophila counterpart (Chien et al., 2002). In 2011, an intriguing study by Musselman et al. reported that feeding wild type Drosophila larvae with excessive amounts of sucrose led to the development of an insulin resistance phenotype similar to that of Type 2 Diabetes (T2D), thus rendering Drosophila an easily accessible T2D model. The phenotype included impaired metabolism, slower rate of development, and excessive accumulation of triglycerides (TAG) in the larval fat body. In my thesis research, I examined the involvement of Poly in insulin resistance - T2D using Drosophila as a model. The understanding of the connection between the protein and the disease came upon the discovery of a new form of Poly, Poly14. Poly14 is enriched in the Drosophila fat body, the equivalent of the human fat tissue and liver and its protein levels are significantly decreased when larvae are fed a high sucrose diet, compared to other types of diets – potentially linking the protein to the onset of T2D. Poly mRNA levels were also lower. To examine whether the overexpression of poly might be able to rescue the insulin resistance phenotype, two new Drosophila transgenes were generated with the ability to express the gene in a tissue of interest. In these two new transgenes, Poly is tagged with tRFP (Red Fluorescence Protein) at the N’- (UAS_N’RFPpoly) or the C’-terminus (UAS_polyC’RFP). Overexpression of Poly rescued the insulin resistance phenotype, therefore implicating Poly as a possible important regulator in the development of the insulin resistance phenotype. All of the above findings suggest a vital role of Poly in metabolism and the development of the insulin resistance/diabetic phenotype in Drosophila, providing us the opportunity for new tools in this very medically-relevant field of research.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-04-26T12:29:41Z No. of bitstreams: 1 Bruno Araújo Serra Pinto.pdf: 5546725 bytes, checksum: 07839b14efcc510ac5ecfa62b980626e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T12:29:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno Araújo Serra Pinto.pdf: 5546725 bytes, checksum: 07839b14efcc510ac5ecfa62b980626e (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / FAPEMA / Background: The epidemiological rise of metabolic syndrome (MS) is directly related to the exponential increase of added sugar consumption. Studies describes that MSmetabolic disorders, mainly insulin resistance and obesity, are related to development of oxidative stress, cognitive declines and dementias, and neuronal senescence acceleration. Even with several evidences correlating MS to neuronal damage, the molecular mechanisms involved are still unclear, and the endoplasmic reticulum stress (ER stress), in this context, could be placed like an intermediary condition that interconnects those morbidities. Objective: To investigate the deleterious effects of hippocampal ER stress about progression of cognitive, behavioral and motor declines in rats with metabolic syndrome-induced by sucrose-rich diet in different ages. Methods: Weaned Wistar rats were divided into 4 groups: two control groups (CTR, n = 7-9), fed a standard diet and followed up to 3 and 6-months-old, respectively; and two obese groups (HSD, n = 7), fed a sucrose-rich diet (25% sucrose) followed by the same periods. Was assessed in these groups: MS development; redox profile; Cognitive, behavioral and motor functions; And the hippocampal gene/protein expression of UPR sensors (Ire1α, Perk and Atf6), chaperones (Grp78, Grp94, Pdi, Calnexin and Calreticulin), neuronal plasticity (Bdnf), antioxidant defense (Nrf2), apoptosis (Bcl2, Chop and Parp-1) and senescence (p53 and p21). For aging control, rats at 20 months of age (OLD, n = 7) fed standard chow were included as aging control for gene/protein expression and neurological assessments. Results: The sucrose-rich diet was successful in establish the SM-phenotype. At 3 months, we observed central obesity even with lower energy intake, fasting and fed dysglycemia, hypertriglyceridemia, hapatic ectopic fat deposit, decreased lipolysis rates, glucose intolerance and hepatic insulin resistance. In unpublished data, we observed mild lipid peroxidation without exepressive antioxidant enzymes activity, and absence of peripheral insulin resistance. In animals with 6 months, we observed a deepening of metabolic dysfunctions encountered in 3-months-old. In addition we observed weight gain, free fatty acids, hyperinsulinemia, peripheral insulin resistance, increased lipid peroxidation, higher SOD, CAT and GPx reduction activity in 6-months-old rats. The lipolysis rate wasn't performed. Regarding the neurofunctional assessment at 3-months-old, the animals presented motor deficit and anxiogenic behavior, however without cognitive dysfunctions. In 6-months-animals, we observed anxiogenic behavior and important motor and cognitive impairments (learning and memory), similar to OLD group. Hippocampal molecular analysis revealed a different signaling between HSD groups of 3 and 6-months. In HSD at 3 months, we observed a switch-over from UPR-adaptive to pro-apoptotic signaling, marked by increased gene expression of Perk, Atf6 and Pdi A2 (adaptive), reduction of Grp78 and Bcl2, and increases of Chop and Caspase 3 (Apoptotic). In 6-months-HSD, we observed a complete failure of UPR adaptive signaling (UPR sensors and chaperones) and increased apoptotic signaling, featured by Bcl2 reduction and increased gene/protein expression of Chop. Additionally, we observed a reduction in the Bdnf gene expression and protein cleavage of Parp-1 compatible to calpain presence (necrosis/apoptosis marker). The expressions found in the 6-month-HSD were similar to OLD group, but the cell death markers (Chop and Calpain) were found only in HSD. As expected, senescence markers (p53 and p21) were increased in the OLD group and only p21 shown increased in HSD. Conclusions: Our data set supports that prolonged exposure to sucrose-rich diet promotes SM and oxidative stress, which disrupt hippocampal ER homeostasis, leading to senescence acceleration and cell death, and subsequently leads to severe cognitive, behavioral and motor impairments. / Introdução: O crescimento epidemiológico da síndrome metabólica (SM) está diretamente relacionado ao exponencial aumento do consumo de açucares de adição. Estudos descrevem que as desordens metabólicas que compõem a SM, principalmente a resistência insulínica e obesidade, estão relacionadas ao desenvolvimento de estresse oxidativo, declínios cognitivos, demências e aceleração da senescência neuronal. Mesmo com diversas evidências correlacionando a SM a danos neuronais, os mecanismos moleculares envolvidos ainda não são totalmente conhecidos. Neste contexto, o estresse do retículo endoplasmático (ERE) pode ser apontado como uma condição intermediária que interconecta estas morbidades. Objetivo: Investigar os efeitos deletérios do ERE hipocampal sobre a instalação de declínios cognitivos, comportamentais e motores em ratos com síndrome metabólica induzida por dieta rica em sacarose em diferentes faixas etárias. Métodos: Ratos Wistar com 21 dias de vida (desmame) foram divididos em 4 grupos: dois grupos controle (CTR, n = 7-9), alimentados com uma dieta padrão e acompanhados até os 3 e 6 meses de idade, respectivamente; e dois grupos obeso (HSD, n = 7), alimentados com dieta rica em sacarose (sacarose a 25%) acompanhados pelos mesmos períodos. Foi avaliado nos grupos: desenvolvimento de SM; perfil redox; funções cognitivas, comportamentais e motoras; e expressão gênica/proteica hipocampal de sensores da UPR (Ire1α, Perk e Atf6), chaperonas (Grp78, Grp94, Pdi, Calnexina e Calreticulina), plasticidade neuronal (Bdnf), defesa antioxidante (Nrf2), apoptose (Bcl2, Chop e Parp-1) e senescência (p53 e p21). Como um controle de envelhecimento, ratos com 20 meses de idade (OLD, n = 7) alimentados com dieta padrão foram incluídos aos experimentos de expressões gênica/proteica e avaliações neurológicas. Resultados: A dieta rica em sacarose teve sucesso em estabelecer o fenótipo de SM. Com 3 meses, o grupo HSD desenvolveu obesidade central mesmo com menor ingestão energética, disglicemia em estados de jejum e alimentado, hipertrigliceridemia, acúmulo de gordura ectópica hepática, diminuição da taxa de lipólise, intolerância à glicose e resistência hepática à insulina. Em dados não publicados, observamos discreta peroxidação lipídica sem expressiva atividade de enzimas antioxidantes e sem resistência insulínica periférica. Nos animais com 6 meses, observamos um aprofundamento das disfunções metabólicas dos animais de 3 meses. Adicionalmente, observamos ganho de peso, ácidos graxos livres, hiperinsulinemia, resistência insulínica periférica, maior peroxidação lipídica, maior atividade das enzimas SOD, CAT e redução da GPx. No que se refere à avaliação neurofuncional, aos 3 meses de idade, o grupo HSD apresentou déficit motor e comportamento ansiogênico, no entanto sem disfunções cognitivas. Contudo, nos animais de 6 meses observamos comportamento ansiogênico e importantes prejuízos motores e cognitivos (aprendizado e memória), semelhantes ao grupo OLD. A análise molecular hipocampal evidenciou uma sinalização diferente entre os grupos HSD de 3 e 6 meses. No HSD com 3 meses, observamos uma transição da sinalização adaptativa da UPR para a pró-apoptótica, marcada pelo aumento das expressões gênicas de Perk, Atf6 e Pdi A2 (adaptativa), redução da Grp78 e aumento da Chop e Caspase 3 (apoptótica). No HSD de 6 meses, observamos uma falência total da sinalização adaptativa da UPR (sensores da UPR e chaperonas), e aumento da sinalização apoptótica, caracterizada pela redução do Bcl2 e aumento da expressão gênica/proteica de Chop. Adicionalmente, observamos também redução da expressão gênica do Bdnf, redução da expressão proteica de Grp94 e clivagem proteica do Parp-1 compatível com a presença de Calpaína (marcador de necrose/apoptose). As expressões encontradas no HSD de 6 meses foram semelhante as alterações observadas no grupo OLD, mas os fatores de morte celular (Chop e Calpaína) foram encontrados apenas no HSD. Como esperado, os marcadores de senescência (p53 e p21) estavam aumentados no grupo OLD e apenas o p21 se mostrou aumentado no HSD. Conclusões: Nosso conjunto de dados apoia que a exposição prolongada à dieta rica em sacarose promove SM e estresse oxidativo, que perturba a homeostase do RE hipocampal, acarretando aceleração da senescência e morte celular, e subsequentes prejuízos cognitivos, comportamentais e motores.

La ménopause est un facteur de risques associé au développement des maladies métaboliques. Du fait de ce déficit hormonal, les femmes ménopausées pourraient présenter des risques particuliers une fois exposées à des agents chimiques capables de perturber le système endocrinien. Pour en savoir plus, nous avons mis au point un modèle de souris ovariectomisées supplémentées ou non en œstradiol (E2), et exposées de manière chronique à un mélange de polluants (TCDD, PCB153, DEHP et BPA) ajoutés à une alimentation obésogène. Chaque polluant est utilisé à une dose équivalente à la Dose Journalière Tolérable, et l’exposition recouvre différents stades de développement, incluant ou non la période maternelle (gestation + lactation). Nos résultats indiquent qu’en condition d’obésité induite par le régime, l’ovariectomie accentue la prise de poids, l’intolérance au glucose et l’insulino-résistance chez les souris femelles adultes. Ce phénotype est associé à une diminution de la signalisation œstrogénique dans le foie et une dérégulation de l’adipogenèse et de l’inflammation dans le tissu adipeux. De manière intéressante, le mélange de polluants réduit l’impact délétère de l’ovariectomie sur le phénotype métabolique, possiblement par une amélioration de la signalisation œstrogénique dans le foie et le tissu adipeux. Nos résultats suggèrent fortement que ces effets dépendent d’une exposition maternelle. En conclusion, nous montrons que notre mélange de polluants possède une activité œstrogéno-mimétique. Ceci pourrait avoir une implication dans la compréhension du rôle des polluants environnementaux dans le développement des maladies métaboliques chez la femme en transition ménopausique / Menopause is a risk factor associated with the development of metabolic diseases. Because of estrogen deficiency, postmenopausal women may be at particular risk when exposed to chemical agents that can disrupt the endocrine system. To get more insight, we have developed a model of ovariectomized mice supplemented or not with estradiol (E2), and chronically exposed to a mixture of pollutants (TCDD, PCB153, DEHP and BPA) added to an obesogenic diet. Each pollutant was used at a dose close to the Tolerable Daily Intake dose, and the exposure had covered different stages of development, including or not the maternal period (gestation + lactation). Our results indicate that in diet-induced obesity, ovariectomy triggered weight gain, increase glucose intolerance and insulin resistance. This phenotype was associated with decreased estrogenic signaling in liver and deregulation of adipogenesis and inflammation in adipose tissues. Interestingly, the mixture of pollutants reduced the deleterious impact of ovariectomy on the metabolic phenotype, possibly through an alleviation of estrogenic signaling in both liver and adipose tissues. These data were not reproduced in mice not exposed to pollutants during the maternal life. In conclusion, the mixture of pollutants displayed some estrogeno-mimetic activity. This could have implications in understanding the role of environmental pollutants in the development of metabolic diseases in women in menopausal transition.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A doença hepática gordurosa não alcoólica é uma desordem multifatorial causada principalmente por excesso nutricional e resistência à insulina, com prevalência estimada de 20-40% nos países ocidentais. A dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose pode influenciar no desenvolvimento da esteatose hepática associada à obesidade e a resistência à insulina. O fígado, por assumir papel central no controle metabólico, é um órgão alvo nos casos de excesso alimentar, ocasionando, principalmente, acúmulo de gotículas de gordura nos hepatócitos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o início das alterações morfológicas e metabólicas no fígado e no tecido adiposo de camundongos suíços machos alimentados com dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose. Camundongos suíços machos aos três meses de idade foram divididos em quatro grupos nutricionais: dieta padrão (SC), dieta hiperlipídica (HF), dieta rica em sacarose (HSu) e dieta hiperlipídica rica em sacarose (HFHSu). Os animais receberam as respectivas dietas durante quatro semanas. A massa corporal, a ingestão alimentar e a tolerância oral à glicose foram avaliados. Ao sacrifício, o fígado e os depósitos de gordura corporal foram removidos e processados para análises histomorfométricas e moleculares. As amostras de sangue foram obtidas para análises bioquímicas plasmáticas. Os dados foram expressos como média e erro padrão da média e as diferenças foram testadas por one-way ANOVA com pós-teste de Holm-Sidak, e foi considerado o nível de significância de p<0,05. Os grupos HF e HFHSu apresentaram-se mais pesados quando comparados aos grupos SC e HSu. Os animais dos grupos HF, HSu e HFHSu apresentaram intolerância à glicose, esteatose hepática e aumento de triglicerídeos hepáticos quando comparados ao grupo SC (p<0,0005). Adicionalmente, houve elevação na expressão hepática das proteínas transportador de glicose 2 (GLUT-2), proteína de ligação ao elemento regulador do esterol 1-c (SREBP1-c), fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK), glicose -6- fosfatase (G6PASE), substrato do receptor da insulinaI-1 (IRS-1) e proteína quinase B (AKt/ou PKB) e redução da expressão no fígado do receptor ativador de proliferação peroxissomal (PPAR-&#945;) nos grupos experimentais em comparação com o grupo SC (p<0,0005). A administração de dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose promoveu intolerância à glicose e danos hepáticos (hepatomegalia, esteatose, redução da beta-oxidação, aumento na lipogênese e na produção de glicose) em camundongos machos adultos. / The non-alcoholic fatty liver disease is a multifactorial disorder caused mainly by excess nutritional and insulin resistance, with an estimated prevalence of 20-40% in Western countries. The diet can to influence in the development of fatty liver associated with obesity and insulin resistance. The liver plays a central role in metabolic control, is a target organ, in case of excess of food, mainly causing accumulation of fat droplets in hepatocytes. This study aimed to evaluate the early morphological and metabolic changes in the liver and adipose tissue of male Swiss mice fed high-fat and/or high-sucrose diets. Twenty three-month-old male Swiss Webster mice were divided into 4 groups: standard chow (SC), high-fat diet (HF), high-sucrose diet (HSu) and high-fat-high-sucrose diet (HFHSu). Animals received the respective diets for 4 weeks; throughout the experiment, body mass, food intake and oral glucose tolerance were evaluated. After the mice were euthanized, the liver was removed and processed for histomorphometrical and molecular analysis. Blood samples were obtained for serum analysis. The data were tested by one-way ANOVA with a Holm-Sidak post-hoc test and were expressed as the mean standard error of the mean; the significance level was set at p < 0.05. The HF and HFHSu groups were heavier than the SC and HSu groups. Animals from the HF, HSu and HFHSu groups presented glucose intolerance, hepatomegaly, liver steatosis and augmented hepatic triglycerides when compared to the SC group (p<0.0005). Additionally, there was an elevation in glucose transporter 2 (GLUT-2), sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c), phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), glucose 6 phosphatase (G6PASE), insulin receptor substrate 1 (IRS-1), protein kinase B (AKT/ or PKB) protein expression and a reduction in peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPAR-alpha) expression in liver from the experimental groups compared to those of the SC group (p<0.0005). Administration of high-fat and/or high-sucrose diets promoted glucose intolerance and liver damage (hepatomegaly, steatosis, reduced beta-oxidation, increased lipogenesis and glucose production) in adult male mice.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Ainda não está bem definido na literatura se uma dieta rica em sacarose, mesmo sendo isoenergética, provoca danos à saúde. Camundongos C57BL/6 foram alimentados com uma dieta controle (10% da energia proveniente de gordura, 8% da energia proveniente da sacarose - SC), uma dieta rica em sacarose (10% de energia proveniente da gordura, 32% da energia proveniente da sacarose - HSu), uma dieta hiperlipídica (42% da energia proveniente de gordura, 8% da energia proveniente da sacarose - HF) ou uma dieta combinada HF/HSu (42% da energia proveniente de gordura, 32% da energia proveniente da sacarose), durante oito semanas. Apesar da massa corporal e do índice de adiposidade não terem sofrido alteração, o grupo HSu apresentou hipertrofia dos adipócitos, o que também foi observado nos grupos HF e HF/HSu. Os grupos HF, HSu e HF/HSu foram intolerantes à glicose e apresentaram níveis séricos de insulina elevados. Os níveis séricos de leptina, resistina e proteína quimiotática de monócitos-1 (MCP-1) aumentaram, enquanto adiponectina sérica reduziu nos grupos HF, HSu e HF/HSu. No tecido adiposo, os animais HF, HSu e HF/HSu apresentaram maiores níveis de expressão protéica de leptina e níveis mais baixos de expressão protéica de adiponectina, em comparação ao grupo SC. Colesterol hepático foi maior nos grupos HF e HF/HSu, enquanto TG hepático foi maior nos grupos HSu e HF/HSu. Os animais dos grupos HF, HSu e HF/HSu apresentaram esteatose hepática, aumento da expressão protéica hepática de elemento regulador de esterol ligante da proteína 1 (SREBP-1c) e diminuição da expressão protéica do receptor ativador de proliferação peroxissomal alfa (PPAR-&#945;). Em conclusão, a dieta rica em sacarose não provoca obesidade nos animais, mas provoca alterações nos adipócitos (hipertrofia), intolerância à glicose, hiperinsulinemia, hiperlipidemia, esteatose hepática e aumento de citocinas inflamatórias. Os efeitos prejudiciais da dieta rica em sacarose, mesmo quando a sacarose substitui isocaloricamente o amido na alimentação, pode ter consequências para a saúde. / It is still unclear if an isoenergetic, sucrose-rich diet leads to health conse-quences. Mice were fed a control diet (10% energy from fat, 8% energy from sucrose - SC), a high-sucrose diet (10% energy from fat, 32% energy from sucrose - HSu), a high-fat diet (42% energy from fat, 8% energy from sucrose - HF) or a HF/HSu diet (42% energy from fat, 32% energy from sucrose) for eight weeks. Despite the un-changed body mass and adiposity indices, HSu presented adipocyte hypertrophy, which was also observed in the HF and HF/HSu. The HF, HSu and HF/HSu were glucose intolerant and had elevated serum insulin levels. The levels of leptin, resistin and Monocyte Chemotactic Protein-1 (MCP-1) increased, while the serum adiponectin decreased in the HF, HSu and HF/HSu. In the adipose tissue, the HF, HSu and HF/HSu showed higher levels of leptin protein expression and lower levels of adiponectin protein expression in comparison with the SC. Hepatic cholesterol was higher in the HF and HF/HSu, while hepatic TG was higher in the HSu and HF/HSu. Liver steatosis was higher, sterol regulatory element-binding protein-1c (SREBP-1c) hepatic expression was increased, and peroxisome proliferator-activated receptor-alpha (PPAR-&#945;) hepatic protein expression was decreased in the HF, HSu and HF/HSu in comparison with the SC. In conclusion, a sucrose-rich diet does not lead to a state of obesity but has the potential to cause changes in the adipocytes (hypertrophy) as well as glucose intolerance, hyperinsulinemia, hyperlipidemia, hepatic steatosis, and increases in the number of inflammatory cytokines. The deleterious effects of a sucrose-rich diet in an animal model, even when the sucrose replaces starch isocalorically in the feed, can have far-reaching consequences for health.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A doença hepática gordurosa não alcoólica é uma desordem multifatorial causada principalmente por excesso nutricional e resistência à insulina, com prevalência estimada de 20-40% nos países ocidentais. A dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose pode influenciar no desenvolvimento da esteatose hepática associada à obesidade e a resistência à insulina. O fígado, por assumir papel central no controle metabólico, é um órgão alvo nos casos de excesso alimentar, ocasionando, principalmente, acúmulo de gotículas de gordura nos hepatócitos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o início das alterações morfológicas e metabólicas no fígado e no tecido adiposo de camundongos suíços machos alimentados com dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose. Camundongos suíços machos aos três meses de idade foram divididos em quatro grupos nutricionais: dieta padrão (SC), dieta hiperlipídica (HF), dieta rica em sacarose (HSu) e dieta hiperlipídica rica em sacarose (HFHSu). Os animais receberam as respectivas dietas durante quatro semanas. A massa corporal, a ingestão alimentar e a tolerância oral à glicose foram avaliados. Ao sacrifício, o fígado e os depósitos de gordura corporal foram removidos e processados para análises histomorfométricas e moleculares. As amostras de sangue foram obtidas para análises bioquímicas plasmáticas. Os dados foram expressos como média e erro padrão da média e as diferenças foram testadas por one-way ANOVA com pós-teste de Holm-Sidak, e foi considerado o nível de significância de p<0,05. Os grupos HF e HFHSu apresentaram-se mais pesados quando comparados aos grupos SC e HSu. Os animais dos grupos HF, HSu e HFHSu apresentaram intolerância à glicose, esteatose hepática e aumento de triglicerídeos hepáticos quando comparados ao grupo SC (p<0,0005). Adicionalmente, houve elevação na expressão hepática das proteínas transportador de glicose 2 (GLUT-2), proteína de ligação ao elemento regulador do esterol 1-c (SREBP1-c), fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK), glicose -6- fosfatase (G6PASE), substrato do receptor da insulinaI-1 (IRS-1) e proteína quinase B (AKt/ou PKB) e redução da expressão no fígado do receptor ativador de proliferação peroxissomal (PPAR-&#945;) nos grupos experimentais em comparação com o grupo SC (p<0,0005). A administração de dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose promoveu intolerância à glicose e danos hepáticos (hepatomegalia, esteatose, redução da beta-oxidação, aumento na lipogênese e na produção de glicose) em camundongos machos adultos. / The non-alcoholic fatty liver disease is a multifactorial disorder caused mainly by excess nutritional and insulin resistance, with an estimated prevalence of 20-40% in Western countries. The diet can to influence in the development of fatty liver associated with obesity and insulin resistance. The liver plays a central role in metabolic control, is a target organ, in case of excess of food, mainly causing accumulation of fat droplets in hepatocytes. This study aimed to evaluate the early morphological and metabolic changes in the liver and adipose tissue of male Swiss mice fed high-fat and/or high-sucrose diets. Twenty three-month-old male Swiss Webster mice were divided into 4 groups: standard chow (SC), high-fat diet (HF), high-sucrose diet (HSu) and high-fat-high-sucrose diet (HFHSu). Animals received the respective diets for 4 weeks; throughout the experiment, body mass, food intake and oral glucose tolerance were evaluated. After the mice were euthanized, the liver was removed and processed for histomorphometrical and molecular analysis. Blood samples were obtained for serum analysis. The data were tested by one-way ANOVA with a Holm-Sidak post-hoc test and were expressed as the mean standard error of the mean; the significance level was set at p < 0.05. The HF and HFHSu groups were heavier than the SC and HSu groups. Animals from the HF, HSu and HFHSu groups presented glucose intolerance, hepatomegaly, liver steatosis and augmented hepatic triglycerides when compared to the SC group (p<0.0005). Additionally, there was an elevation in glucose transporter 2 (GLUT-2), sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c), phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), glucose 6 phosphatase (G6PASE), insulin receptor substrate 1 (IRS-1), protein kinase B (AKT/ or PKB) protein expression and a reduction in peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPAR-alpha) expression in liver from the experimental groups compared to those of the SC group (p<0.0005). Administration of high-fat and/or high-sucrose diets promoted glucose intolerance and liver damage (hepatomegaly, steatosis, reduced beta-oxidation, increased lipogenesis and glucose production) in adult male mice.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Avaliar os efeitos benéficos do tratamento com óleo de peixe sobre mudanças metabólicas e morfológicas no pâncreas e tecido adiposo de camundongos C57BL/6 alimentados com dieta rica em lipídeos e sacarose (HLS).Camundongos machos da linhagem C57BL/6, foram alimentados com dieta padrão (P) ou dieta HLS. Aos 3 meses de idade, os camundongos do grupo HLS foram separados em grupo não-tratado (HLS) ou grupo tratado com óleo de peixe (HLS-Px, 1,5g/kg/dia). Aos 4 meses de idade os animais foram sacrificados. O grupo HLS apresentou aumento da massa corporal (MC) e no acúmulo do tecido adiposo total, porém o grupo HLS-Px apresentou menor MC e massa de tecido adiposo comparado ao grupo HLS. As concentrações de glicose plasmática e insulina não foram afetadas entre os grupos, no entanto os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maior HOMA-IR. Os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maiores concentrações plasmáticas do colesterol total e LDL-C, porém o grupo HLS-Px apresentou maior concentração plasmática do HDL-C e redução da concentração de triglicerídeos. Os adipócitos do grupo HLS apresentaram maior diâmetro quando comparado aos grupos controle e HLS-Px. A massa do pâncreas foi menor no grupo HLS-Px e as ilhotas pancreáticas apresentaram maior diâmetro no grupo HLS, quando comparado ao grupo controle. A expressão de insulina, glucagon e GLUT-2 mostrou-se forte em todas as ilhotas pancreáticas do grupo controle, mas o grupo HLS apresentou fraca expressão para o GLUT-2. Entretanto, HLS-Px apresentou maior expressão do GLUT-2. O tratamento com óleo de peixe foi capaz de reduzir o ganho de massa corporal e a concentração de triglicerídeos, assim como reduzir o acúmulo de tecido adiposo,hipertrofia dos adipócitos, das ilhotas pancreáticas, assim como prevenir a redução do GLUT-2 em camundongos C57BL/6. / To evaluate the fish oil treatment upon morphological and metabolic changes in the pancreas and adipose tissue of C57BL/6 mice fed high-fat-high-sucrose (HFHS) diet. Male C57BL/6 mice were fed HFHS chow or standard chow (SC). At 3 mo-old, HFHS mice were separated into untreated group (HFHS) or treated with fish oil (HFHS-Fo, 1.5 g/kg/day). At 4-mo-old animals were sacrificed. HFHS had increase in body mass (BM) and in total body fat, but HFHS-Fo had smaller BM and total body fat in relation to HFHS. Plasma glucose and insulin levels were not affected among the groups, but HFHS and HFHS-Fo had higher HOMA-IR ratio. HFHS and HFHS-FO had increased plasma total cholesterol and LDL-C, but HFHS-Fo increased plasma HDL-C and decreased triglycerides levels. The adipocytes size were greater in HFHS, when compared to SC and HFHS-Fo groups. HFHS-Fo had smaller pancreas mass and HFHS presented higher islet pancreatic diameter, when compared to SC group. SC group showed strong expression for insulin, glucagon and GLUT-2 in all pancreatic islets, and HFHS presented lesser expression for GLUT-2. However, HFHS-Fo presented increase of GLUT-2 expression. Fish oil treatment was able to reduce body mass gain and plasma TG, reduce fat pad adiposity as well as adipocyte and pancreatic islet hypertrophy, prevent decrease GLUT-2 in C57BL/6.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Avaliar os efeitos benéficos do tratamento com óleo de peixe sobre mudanças metabólicas e morfológicas no pâncreas e tecido adiposo de camundongos C57BL/6 alimentados com dieta rica em lipídeos e sacarose (HLS).Camundongos machos da linhagem C57BL/6, foram alimentados com dieta padrão (P) ou dieta HLS. Aos 3 meses de idade, os camundongos do grupo HLS foram separados em grupo não-tratado (HLS) ou grupo tratado com óleo de peixe (HLS-Px, 1,5g/kg/dia). Aos 4 meses de idade os animais foram sacrificados. O grupo HLS apresentou aumento da massa corporal (MC) e no acúmulo do tecido adiposo total, porém o grupo HLS-Px apresentou menor MC e massa de tecido adiposo comparado ao grupo HLS. As concentrações de glicose plasmática e insulina não foram afetadas entre os grupos, no entanto os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maior HOMA-IR. Os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maiores concentrações plasmáticas do colesterol total e LDL-C, porém o grupo HLS-Px apresentou maior concentração plasmática do HDL-C e redução da concentração de triglicerídeos. Os adipócitos do grupo HLS apresentaram maior diâmetro quando comparado aos grupos controle e HLS-Px. A massa do pâncreas foi menor no grupo HLS-Px e as ilhotas pancreáticas apresentaram maior diâmetro no grupo HLS, quando comparado ao grupo controle. A expressão de insulina, glucagon e GLUT-2 mostrou-se forte em todas as ilhotas pancreáticas do grupo controle, mas o grupo HLS apresentou fraca expressão para o GLUT-2. Entretanto, HLS-Px apresentou maior expressão do GLUT-2. O tratamento com óleo de peixe foi capaz de reduzir o ganho de massa corporal e a concentração de triglicerídeos, assim como reduzir o acúmulo de tecido adiposo,hipertrofia dos adipócitos, das ilhotas pancreáticas, assim como prevenir a redução do GLUT-2 em camundongos C57BL/6. / To evaluate the fish oil treatment upon morphological and metabolic changes in the pancreas and adipose tissue of C57BL/6 mice fed high-fat-high-sucrose (HFHS) diet. Male C57BL/6 mice were fed HFHS chow or standard chow (SC). At 3 mo-old, HFHS mice were separated into untreated group (HFHS) or treated with fish oil (HFHS-Fo, 1.5 g/kg/day). At 4-mo-old animals were sacrificed. HFHS had increase in body mass (BM) and in total body fat, but HFHS-Fo had smaller BM and total body fat in relation to HFHS. Plasma glucose and insulin levels were not affected among the groups, but HFHS and HFHS-Fo had higher HOMA-IR ratio. HFHS and HFHS-FO had increased plasma total cholesterol and LDL-C, but HFHS-Fo increased plasma HDL-C and decreased triglycerides levels. The adipocytes size were greater in HFHS, when compared to SC and HFHS-Fo groups. HFHS-Fo had smaller pancreas mass and HFHS presented higher islet pancreatic diameter, when compared to SC group. SC group showed strong expression for insulin, glucagon and GLUT-2 in all pancreatic islets, and HFHS presented lesser expression for GLUT-2. However, HFHS-Fo presented increase of GLUT-2 expression. Fish oil treatment was able to reduce body mass gain and plasma TG, reduce fat pad adiposity as well as adipocyte and pancreatic islet hypertrophy, prevent decrease GLUT-2 in C57BL/6.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Ainda não está bem definido na literatura se uma dieta rica em sacarose, mesmo sendo isoenergética, provoca danos à saúde. Camundongos C57BL/6 foram alimentados com uma dieta controle (10% da energia proveniente de gordura, 8% da energia proveniente da sacarose - SC), uma dieta rica em sacarose (10% de energia proveniente da gordura, 32% da energia proveniente da sacarose - HSu), uma dieta hiperlipídica (42% da energia proveniente de gordura, 8% da energia proveniente da sacarose - HF) ou uma dieta combinada HF/HSu (42% da energia proveniente de gordura, 32% da energia proveniente da sacarose), durante oito semanas. Apesar da massa corporal e do índice de adiposidade não terem sofrido alteração, o grupo HSu apresentou hipertrofia dos adipócitos, o que também foi observado nos grupos HF e HF/HSu. Os grupos HF, HSu e HF/HSu foram intolerantes à glicose e apresentaram níveis séricos de insulina elevados. Os níveis séricos de leptina, resistina e proteína quimiotática de monócitos-1 (MCP-1) aumentaram, enquanto adiponectina sérica reduziu nos grupos HF, HSu e HF/HSu. No tecido adiposo, os animais HF, HSu e HF/HSu apresentaram maiores níveis de expressão protéica de leptina e níveis mais baixos de expressão protéica de adiponectina, em comparação ao grupo SC. Colesterol hepático foi maior nos grupos HF e HF/HSu, enquanto TG hepático foi maior nos grupos HSu e HF/HSu. Os animais dos grupos HF, HSu e HF/HSu apresentaram esteatose hepática, aumento da expressão protéica hepática de elemento regulador de esterol ligante da proteína 1 (SREBP-1c) e diminuição da expressão protéica do receptor ativador de proliferação peroxissomal alfa (PPAR-&#945;). Em conclusão, a dieta rica em sacarose não provoca obesidade nos animais, mas provoca alterações nos adipócitos (hipertrofia), intolerância à glicose, hiperinsulinemia, hiperlipidemia, esteatose hepática e aumento de citocinas inflamatórias. Os efeitos prejudiciais da dieta rica em sacarose, mesmo quando a sacarose substitui isocaloricamente o amido na alimentação, pode ter consequências para a saúde. / It is still unclear if an isoenergetic, sucrose-rich diet leads to health conse-quences. Mice were fed a control diet (10% energy from fat, 8% energy from sucrose - SC), a high-sucrose diet (10% energy from fat, 32% energy from sucrose - HSu), a high-fat diet (42% energy from fat, 8% energy from sucrose - HF) or a HF/HSu diet (42% energy from fat, 32% energy from sucrose) for eight weeks. Despite the un-changed body mass and adiposity indices, HSu presented adipocyte hypertrophy, which was also observed in the HF and HF/HSu. The HF, HSu and HF/HSu were glucose intolerant and had elevated serum insulin levels. The levels of leptin, resistin and Monocyte Chemotactic Protein-1 (MCP-1) increased, while the serum adiponectin decreased in the HF, HSu and HF/HSu. In the adipose tissue, the HF, HSu and HF/HSu showed higher levels of leptin protein expression and lower levels of adiponectin protein expression in comparison with the SC. Hepatic cholesterol was higher in the HF and HF/HSu, while hepatic TG was higher in the HSu and HF/HSu. Liver steatosis was higher, sterol regulatory element-binding protein-1c (SREBP-1c) hepatic expression was increased, and peroxisome proliferator-activated receptor-alpha (PPAR-&#945;) hepatic protein expression was decreased in the HF, HSu and HF/HSu in comparison with the SC. In conclusion, a sucrose-rich diet does not lead to a state of obesity but has the potential to cause changes in the adipocytes (hypertrophy) as well as glucose intolerance, hyperinsulinemia, hyperlipidemia, hepatic steatosis, and increases in the number of inflammatory cytokines. The deleterious effects of a sucrose-rich diet in an animal model, even when the sucrose replaces starch isocalorically in the feed, can have far-reaching consequences for health.

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.