As alterações nutricionais no período neonatal são capazes de comprometer o controle hipotalâmico da ingestão alimentar e o metabolismo do indivíduo em fases posteriores do desenvolvimento. Avaliamos as alterações decorrentes do modelo de programação nutricional neonatal em células gliais hipotalâmicas, devido ao seu importante papel na homeostase energética. Os astrócitos possuem função metabólica ativa, e por sua vez, fornecem substrato energético aos neurônios por meio das conexinas 30 (CX30) e 43 (CX43). A CX30, por sua vez, exerce função, também, na manutenção morfológica astrocitária, contribuindo na inserção astrocitária na fenda sináptica, portanto interferindo na neurotransmissão. A TCPTP (T-cell protein tyrosine phosphatase) proteína contra-reguladora da sinalização celular da leptina e a insulina participam nos mecanismos de resistência a esses hormônios e está presente em células da glia e possui ação moduladora na atividade de CX43. Sendo assim, a hipótese do presente trabalho é de que alterações em células da glia no hipotálamo participam nos efeitos da programação nutricional neonatal na modulação do balanço energético na vida juvenil e adulta. Para investigarmos essa hipótese, utilizamos o modelo de programação nutricional neonatal de alteração do tamanho da ninhada, sendo a quantidade de filhotes por lactante formada da seguinte maneira: 3 filhotes, ninhada pequena (SL), 10 filhotes, ninhada normal (NL) e de 16 filhotes, ninhada grande (LL). O peso corporal da ninhada foi verificado semanalmente até o desmame, realizado no 21º dia de vida (PN21). Após o desmame, o peso corporal foi verificado a cada cinco dias até o 60º dia de vida (PN60). A ingestão alimentar individual foi determinada entre o PN50 e PN60. Os animais SL apresentaram maior peso corporal (72,3 ± 2,08g) ao desmame, quando comparados aos grupos NL (57,2 ± 3,5g) e LL (36,3 ± 1,8g) e essa diferença entre os grupos foi mantida até o PN60. Observou-se, porém, que a ingestão alimentar dos animais adultos SL, não foi diferente do grupo NL. Todavia, os animais LL apresentaram um ganho de peso reduzido ao desmame, porém, esses animais alcançaram o ganho de peso corporal dos animais NL (NL: 165 ± 3,97g; LL: 145,4 ± 4,5g), a partir do PN35, fenômeno esse associado ao comportamento hiperfágico. No PN21, observou-se no grupo SL um aumento nas concentrações plasmáticas de leptina (6,4 ? 0,9ng/ml) e insulina (1,9 ? 0,15 ng/ml), quando comparado aos grupos NL (leptina: 3,8 ? 0,3ng/ml; insulina: 1,3 ? 0,2 ng/ml) e LL (leptina: 1,2 ? 0,1ng/ml; 9 insulina: 1,0 ? 0,1ng/ml). No PN60, ambos os grupos SL (leptina: 5,2 ? 1,15ng/ml; insulina: 2,5 ? 0,4ng/ml) e LL (leptina: 4,3 ? 0,5ng/ml; insulina: 3,4 ? 0,5ng/ml) apresentaram aumento nas concentrações plasmáticas de leptina e insulina, comparados ao grupo NL (leptina: 1,8 ? 0,4ng/ml; insulina: 1,2 ? 0,1ng/ml). Quando avaliada a expressão do RNAm de Ptpn2, gene que codifica TCPTP, e a expressão dessa proteína no núcleo arqueado (ARC), observamos um aumento no PN21 no grupo SL e em ambos os grupos no PN60, quando comparados ao grupo NL. O grupo SL apresentou aumento na imunorreatividade para GFAP no PN21 e ambos os grupos apresentaram essa mesma resposta no PN60. O mesmo resultado foi observado na imunorreatividade para a molécula adaptadora ligante de cálcio inonizado-1 (IBA-1) no PN21 e PN60 nos grupos SL e LL. Houve colocalização da TCPTP com GFAP, porém não com IBA-1. A TCPTP possui ação demonstrada na modulação de CX43, ao investigá-la observou-se no PN21, um aumento na expressão do RNAm de Gja1, gene que codifica CX43, assim como na imunorreatividade para CX43 apenas no grupo SL. No PN21 e PN60 observou-se redução da expressão do RNAm de Gja6, gene que codifica CX30, em ambos os grupos SL e LL. Observou-se redução na imunorreatividade de CX30 em ambos os grupos, SL e LL no PN60. No PN21, a expressão do RNAm de Il1b aumentou no ARC em ambos os grupos SL e LL. No entanto, no PN60, apenas o grupo LL apresentou um aumento da expressão do RNAm de Il1b. Adicionalmente, no PN60 ambos os grupos SL e LL apresentaram um aumento na expressão do RNAm de Tnfa no ARC. Na análise morfológica das células da glia, no PN21, observou-se no grupo SL um aumento na imunorreatividade do soma da microglia e do astrócito, assim como, nos processos de extensão de ambas as células. No PN60 ambos os grupos apresentaram um aumento na imunorreatividade do soma e dos processos de extensão astrocitários, no entanto, apenas o grupo SL apresentou um aumento na imunorreatividade do soma microglial. Para analisarmos o efeito da leptina na morfologia dos astrócitos e a participação da TCPTP nesse processo, realizamos a cultura primária de astrócitos hipotalâmicos de ratos neonatos que foram estimulados com leptina [1000ng/ml], [5000ng/ml] e LPS [500ng/ml]. O LPS foi utilizado como controle positivo do protocolo. Observamos que os estímulos com leptina e LPS, aumentaram a expressão do RNAm de Ptpn2, a imunorreatividade para TCPTP e a área astrocitária. O tratamento com LPS foi capaz de promover um aumento na expressão do RNAm de Gja1 e o inverso foi observado na expressão de Gja6. Todavia, tanto o tratamento com leptina e LPS promoveu aumento na imunorreatividade para CX43 e o inverso observou-se na imunorreatividade para CX30. Para avaliarmos a participação da TCPTP nos efeitos da leptina na morfologia dos astrócitos, realizamos o silenciamento de seu gene, utilizando o siRNA Ptpn2. O silenciamento de Ptpn2 foi capaz de reverter os efeitos da leptina tanto na expressão gênica, na imunorreatividade assim como na morfologia astrocitária. O silenciamento de Ptpn2 reverteu também as respostas de redução de CX30 e o aumento de CX43 promovidas pelo LPS pela leptina. De maneira inédita esses dados sugerem a importância da TCPTP na modulação das conexinas nos efeitos da leptina e LPS na morfologia astrocitária hipotalâmica. Observamos que apenas o tratamento com LPS foi capaz de promover um aumento na expressão do RNAm de Ptpn1, e o silenciamento de Ptpn2 intensificou esse aumento da expressão de Ptpn1, demonstrando de forma inédita 10 que a TCPTP exerce ação contra regulatória sobre a PTP1B. Como esperado o estímulo dos astrócitos com LPS aumentou a expressão do RNAm de Il6, Il1b e Tnfa. Interessantemente, o silenciamento de Ptpn2 intensificou esse aumento da expressão do RNAm de Il6, Il1b e Tnfa, demonstrando desse modo que a TCPTP possui ação contra regulatória na secreção dessas citocinas. O conjunto de dados demonstra que a alteração nutricional neonatal é capaz de promover alterações no balanço energético na vida juvenil e adulta. Estas alterações estão associadas a modificações morfológicas das células da glia e ao aumento de citocinas inflamatórias, caracterizando um estado reativo glial. Adicionalmente, demonstramos em cultura primária de astrócitos hipotalâmicos que a leptina altera a morfologia destas células e pela primeira vez demonstramos, também, que a TCPTP modula esses efeitos da leptina, por meio de suas ações na conexina CX30. A CX30 participa na modulação da morfologia dos astrócitos e sua redução está associada ao aumento na área e nos processos de extensão destas células. Em conclusão, o presente estudo demonstra que alterações na disponibilidade nutricional na vida neonatal acarretam alterações no comportamento alimentar e no peso corporal na vida juvenil e adulta em ratos. Demonstramos, também, que tais alterações nutricionais neonatais estão associadas a alterações em células da glia. A leptina induz alterações morfológicas em astrócitos, sendo este efeito mediado pela TCPTP e sua regulação sobre a expressão da proteína CX30. O conjunto dos dados indica a importância das células não neuronais no controle central da homeostase energética em modelo de programação nutricional neonatal. / Nutritional changes in the neonatal period can affect the hypothalamic control of food intake and metabolism in later life. We evaluated the influence of the neonatal nutritional programming on hypothalamic glial cells, known to play an important role in the energy homeostasis. Astrocytes have active metabolic function and provide energy substrate for the neurons through connexin 43 (CX43). CX30 is important in the maintenance of astrocyte morphology, contributing to the insertion of its process into the synaptic cleft. The TCPTP (T-cell protein tyrosine phosphatase) is a counterregulator of cellular signaling of leptin and insulin, contributing to the molecular mechanisms of resistance to these hormones and it is expressed in glial and modulates CX43 activity. We hypothesized that alterations in the hypothalamic glial cells participate in the long-lasting effects on energy balance induced by neonatal nutritional programming. For this purpose, we used the model of neonatal nutritional programming induced by changing the litter size, according to the number of offspring per dam: 3 offsprings, small litter (SL), 10 offsprings, normal litter (NL) and 16 offsprings, large litter (LL). The body weight of the litter was determined weekly until weaning on the 21st day of life (PN21). After weaning, body weight was determined every five days until the 60th day of life (PN60). Individual dietary intake was determined between PN50 and PN60. The SL animals presented higher body weight (72.3 ± 2.08g) at weaning, when compared with the NL (57.19 ± 3.49g) and LL (36.27 ± 1.79g) groups and the difference between these groups were maintained until the PN60. However, the food intake of adult SL animals was not different from the NL group. On the other hand, LL animals presented a reduced weight gain at weaning but they had a catch up of reaching the vody weight of NL animals (NL: 165 ± 3.97g; LL: 145.42 ± 4.55g) from PN35 on, and this response was associated with higher food inatke. At PN21, there was an increase in plasma leptin (6.41 ± 0.90 ng/ml) and insulin (1.97 ± 0.11ng/ml) concentrations in the SL group, when compared with the NL group (leptin: 3.79 ± 0,35ng/ml; insulin: 1.32 ± 0.21ng/ml) and LL (leptin: 1.23 ± 0.10ng/ml; insulin: 0.99 ± 0.10 ng/ml). At PN60, both SL (leptin: 5,26 ± 1.15ng/ml, insulin: 2,53 ± 0,36ng/ml) and LL (leptin: 4.30 ± 0.51ng/ml, insulin: 3.39 ± 0.47ng/ml) groups presented increased plasma leptin and insulin concentrations compared with the group NL (leptin: 1.79 ± 0.41ng/ml; insulin: 1.19 ± 0.09ng/ml). The mRNA expression of Ptpn2 mRNA, gene encoding TCPTP, and its protein in the arcuate nucleus (ARC) was increase at PN21 in the SL group and in both groups at PN60, compared with the NL group. The SL group showed an increased immunoreactivity for GFAP at PN21 and 12 both groups showed this increased response at PN60. Similar response was observed for ionized calcium binding adaptor molecule 1 (IBA-1) immunoreactivity at PN21 and PN60. There was an overlap of TCPTP with GFAP immunoreactivity, but not with IBA-1. At PN21 there was an increase in the mRNA expression of Gja1, gene coding for CX43, as well as in the immunoreactivity of CX43 in the SL group only. At PN21 and PN60, mRNA expression of the Gja6, gene encoding for CX30, was reduced in both SL and LL groups. However, at PN60 it was reduction of CX30 immunoreactivity in both groups, SL and LL. At PN21, Il1b mRNA expression was increased in the ARC in both SL and LL groups. However, at PN60, only the LL group showed an increased Il1b mRNA expression. Additionally, at PN60 both SL and LL groups showed an increase in the Tnfa mRNA expression in the ARC. In the morphological analysis of glia cells, at PN21, there was an increase in the immunoreactivity of the microglia and astrocyte in the SL group, as well as in the extension processes of both cells. At PN60, both groups showed an increase in the soma immunoreactivity and astrocytic processe extension, however, only the SL group showed an increase in the immunoreactivity of the microglial soma. To analyze the effect of leptin on astrocyte morphology and the participation of TCPTP in this process, we performed the primary culture of hypothalamic astrocytes from neonatal rats that were stimulated with leptin [1000ng/ml], [5000ng/ml] and LPS [500ng /ml]. The LPS was used as a positive control of the protocol. We observed that the leptin and LPS stimuli increased the Ptpn2 mRNA expression, the TCPTP immunoreactivity and the astrocyte area. The LPS treatment increased the Gja1 mRNA expression and the opposite was observed in the Gja6 expression. On the other hand, both treatment with leptin and LPS increased the immunoreactivity for CX43 and the opposite was observed for the CX30 immunoreactivity. In order to evaluate the participation of TCPTP in the effects of leptin on the astrocyte morphology, we performed the silencing of its gene using the siRNA Ptpn2. The silencing of Ptpn2 was able to reverse the effects of leptin and LPS on gene expression, immunoreactivity as well as astrocyte morphology. The silencing of Ptpn2 was able to revert the reduction of CX30 and the increase of CX43 immunoreactivity and the its gene expression promoted by LPS leptin. These data are the first to show the importance of TCPTP in the modulation of connexins on the leptin and LPS effects on the morphology of hypothalamic astrocytes. Additionally, only LPS treatment was able to promote an increase in the Ptpn1 mRNA expression and Ptpn2 silencing enhanced this increase in Ptpn1 mRNA expression.These data demonstrate an unprecedented way that Ptpn2 exerts regulatory action against Ptpn1. As expected, the stimulation with LPS increased the mRNA expression of the Il6, Il1b and Tnfa. The silencing of Ptpn2 amplified this effect of LPS on cytokine gene expression, demonstrating that TCPTP has a counterregulatory action on the secretion of IL6, IL1? and Tnf?. Taken together these data demonstrate that the neonatal nutritional changes are able to promote alterations in the energy balance in the juvenile and adult life. These effects are associated with morphological changes in glial cells and increase of inflammatory cytokines, characterizing a glial reactive state. Additionally, using primary cell culture, we demonstrated that leptin alters the morphology of hypothalamic astrocytes. We also demonstrate for the first time that TCPTP modulates these effects of 13 leptin, through its actions regulating the expression of CX30. The data shown indicate the importance of non-neuronal cells in the central control of energy homeostasis in a model of neonatal nutritional programming.

Em machos, tanto o envelhecimento quanto a obesidade induzida por dieta hiperlipídica (DHL) apresentam defeitos na ação insulínica, no entanto há carência de informações sobre fêmeas. Avaliamos a sensibilidade à insulina, tolerância à glicose, o padrão estral e a expressão de proteínas da via insulínica em hipotálamo e músculo de fêmeas C57BL6. Camundongos com 10 meses de vida e com 4 meses alimentados com DHL apresentaram aumento de coxins gordurosos, resistência à insulina e intolerância à glicose em relação a seus controles. A DHL induziu redução no número de corpos lúteos, precedido de alteração do padrão estral; aumento da expressão do IR e PI3K no hipotálamo e de PI3K/AKT1 e IL-6 em músculo gastrocnêmio. No hipotálamo dos animais com 10 meses foi detectada redução na expressão do IR e TNF alpha. Confirmamos a associação entre obesidade, resistência à insulina e intolerância a glicose induzidas por dieta hiperlipídica e envelhecimento em fêmeas. Além disso, nestes modelos foi detectada modificação na expressão do IR hipotalâmico de modo distinto. / In males, aging and obesity induced by high-fat diet (HFD) show defects in insulin action, but there is a lack of information about females. We evaluated the insulin sensitivity, glucose tolerance, estrous cycle and proteins expression of the intracellular insulin pathway in the hypothalamus and skeletal muscle of female C57BL6. Ten month-old mice and 4 mo HFD fed mice had increased fat pads, insulin resistance and glucose intolerance. The HFD fed group showed impaired estrous cycle pattern followed by reduced number of corpora lutea. There were also, increased IR and PI3K protein levels in the hypothalamus and increased PI3K/AKT1 and IL-6 proteins in skeletal muscle. In hypothalamus of 10 month-old mice there was a decreased IR and TNF alpha proteins level. Thus, our data confirm the association between obesity, insulin resistance and glucose intolerance induced by HFD and aging in female mice. Moreover, there were distinct change proteins in expression of the hypothalamic IR in both animal models.

Humanos e camundongos deficientes tanto na produção da leptina quanto na expressão do seu receptor (LepR) são obesos, hiperfágicos e inférteis; o tratamento com reposição de leptina em indivíduos deficientes na produção desse hormônio garante que haja redução no peso corporal, seja retomada ciclicidade estral e a fertilidade. Ainda, o tratamento com leptina em fêmeas prépúberes normais acelera o início da puberdade, sugerindo que esse hormônio tem papel crucial no tempo de início da puberdade. Ao relacionarmos leptina e puberdade, uma informação interessante é que, neurônios que secretam hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH), localizados na área pré-óptica medial (MPO) não coexpressam o LepR. Além disso, embora poucos neurônios que expressam o RNAm que codifica o gene Kiss1 do núcleo arqueado sejam responsivos à leptina, a sinalização da leptina nesses neurônios só ocorre após a puberdade e, a inativação do LepR nesses neurônios não afeta a reprodução. Por esses motivos, acredita-se que a leptina atue de forma indireta no controle da reprodução. Além dos núcleos MPO e ARH, o núcleo pré-mamilar ventral (PMv), que apresenta uma parcela de neurônios que expressam o LepR, também está envolvido na regulação neuroendócrina da reprodução. Estudos anteriores demonstraram que alterações nos níveis circulantes de estrógeno alteram características biofísicas e morfológicas de neurônios que expressam o gene Kiss1. Embora a leptina seja fundamental na maturação sexual não sabemos se os neurônios que expressam o LepR são suscetíveis a essas alterações durante a maturação sexual. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar se neurônios LepR presentes nos núcleos MPO, ARH e PMv sofrem alterações morfológicas durante a maturação sexual e mediante ausência de hormônios gonadais. Foram utilizados camundongos (fêmeas) LepR-Cre tdTomato, divididas em 4 grupos experimentais: pré-púberes, púberes, adultas e ovarectomizadas (OVX). A maturação sexual foi avaliada, para determinação do dia da abertura vaginal e primeiro estro. Nas idades específicas os encéfalos foram processados e coletados para posterior quantificação e aferição da área de superfície de neurônios LepR. Realizamos, também, imunoistoquímica de fluorescência para pSTAT3 para quantificar o percentual de neurônios responsivos à leptina. Os resultados obtidos demostraram que ocorreu um aumento no número de neurônios LepR no núcleo ARH com o avanço da idade. Porém, não houveram diferenças significativas quanto ao número de neurônios nos núcleos MPO e PMv. Também não observamos alterações na área de superfície nos núcleos analisados. Em relação a ativação de neurônios LepR via marcação de pSTAT3, o núcleo MPO apresentou uma diminuição no percentual de neurônios ativos quando comparamos os grupos pré-púberes com os grupos adulta e OVX. O oposto aconteceu no núcleo ARH onde obtivemos um aumento desse percentual com o avanço da idade. Em ambos os núcleos (MPO e ARH) o percentual de neurônios LepR ativados no grupo OVX foi estatisticamente semelhante ao grupo adulta, diferindo somente do grupo pré-púbere. O núcleo PMv não apresentou diferenças estatísticas entre os grupos analisados. Nossos dados sugerem que estrógeno e leptina podem interagir de formas distintas em diferentes regiões hipotalâmicas. / Leptin or leptin receptor (LepR) deficient humans and mice are obese, hyperphagic and infertile; leptin replacement in leptin deficient subjects is capable of reducing body mass and restores estrous cyclicity and fertility. In addition, leptin accelerates the onset of puberty in normal female mice, suggesting that this hormone plays a critical role in the timing of puberty. Interestingly, the gonadotropin releasing hormone neurons, located at the medial pre-optic área (MPO) does not coexpress the LepR. Although few kisspeptin neurons in the arcuate nucleus (ARH; 15%) are responsive to leptin, leptin signaling in kisspeptin neurons arises only after pubertal development and leptin receptor inactivation in kisspeptin cells did not affect reproduction. Therefore, the effects of leptin on reproduction is believed to occur indirectly. In addition to ARH and MPO, the ventral premammillary nucleus (PMv) is also involved in the neuroendocrine regulation of reproduction and a fraction of PMv neurons coexpress LepR. Curiously, previous studies have shown that changing levels of estrogen alters the biophysical properties and morphology of hypothalamic neurons, such as expressing the ones expressing the Kiss1 gene. Although leptin has an important role on the puberty onset, it is not known whether LepR-expressing neurons are also susceptible to changes in their morphology during sexual maturation. Therefore, our goal was to investigate whether LepR-expressing neurons in the MPO, ARH and PMv nuclei are susceptible to cell morphology modifications throughout the sexual maturation and after manipulation of estrogen levels. LepR-Cre tdTomato mice (females) were divided into 4 experimental groups: prepubertal, pubertal, adult and ovarectomized (OVX). The sexual maturation was evaluated to determine the day of vaginal opening and first estrus. At specific ages the brains were processed and collected for further quantification and measurement of the surface area of LepR neurons. We also performed fluorescence immunohistochemistry for pSTAT3 to quantify the percentage of neurons responsive to leptin. The results showed that there is an increase in the number of LepR neurons in the ARH nucleus with advancing age. However, there were no significant differences in the number of neurons in the MPO and PMv nuclei. We also did not observe changes in the surface area in the nuclei analyzed. In relation to the activation of LepR neurons via pSTAT3 labeling, the MPO nucleus showed a decrease in the percentage of active neurons when comparing the prepubertal groups with the adult and OVX groups. The opposite happened in the ARH nucleus where we had an increase of this percentage with the advancement of the age. In both nuclei (MPO and ARH) the percentage of LepR neurons activated the OVX group was statistically similar to the adult group, differing only from the pre-pubertal group. The PMv nucleus did not present statistical differences between the analyzed groups. Our data suggest that estrogen and leptin may interact differently in different hypothalamic regions.

La elevada incidencia de la obesidad y las enfermedades relacionadas han convertido en una prioridad el estudio de los mecanismos destinados a controlar la ingesta y el gasto calórico. Ambos procesos están regulados por las interacciones bidireccionales entre el sistema nervioso central y los órganos periféricos, las cuales permiten crear un mapa del estado energético del organismo y responder en consecuencia ajustando tanto el consumo de alimentos como el gasto de energía. El hipotálamo es una parte del sistema nervioso central con un papel protagonista en el control de la homeostasis energética. Es una estructura integradora de señales centrales y periféricas implicada en la regulación de varios procesos, entre otros, el apetito. Durante los últimos años, múltiples estudios han tratado de profundizar en los mecanismos moleculares que, en el hipotálamo, controlan la expresión de los neuropéptidos y neuromoduladores encargados de regular la ingesta. Como resultado se ha demostrado el papel clave que juega el metabolismo de los ácidos grasos en estos procesos. Concretamente, se ha propuesto que moléculas como el malonil-CoA derivado de la glucosa, o los aciles-CoA de cadena larga (LCFA-CoA, long chain fatty acyl-CoA) actúan como señales intracelulares de saciedad regulando el apetito. El enzima carnitina palmitoiltransferasa (CPT) 1, cataliza la entrada de LCFA-CoA al interior de la mitocondria, y es el principal regulador de la oxidación de ácidos grasos. A su vez, su actividad se encuentra inhibida por el primer intermediario de la lipogénesis, el malonil-CoA, lo que permite mantener un equilibrio entre la síntesis y la oxidación de las grasas. En esta Tesis se ha estudiado el efecto que la modulación de CPT1 en el hipotálamo tiene sobre la ingesta de alimentos. Para ello se han utilizado dos aproximaciones experimentales diferentes. En primer lugar se ha sobre expresado una isoforma permanentemente activa del enzima (CPT1AM) en el núcleo ventromedial del hipotálamo. En segundo lugar se ha estudiado el efecto de la administración central del compuesto anorexigénico C75 que, una vez activado a C75-CoA, actúa como potente inhibidor de CPT1. Los resultados obtenidos demuestran que la sobre-expresión de CPT1AM en el hipotálamo causa inicialmente hiperfagia y, en un estado posterior, resistencia a la insulina, intolerancia a la glucosa e hiperglucemia. Por otro lado, la inhibición de CPT1 en el hipotálamo tras el tratamiento con C75 produce una disminución de la ingesta y una pérdida de peso aportando nuevas pistas sobre el mecanismo de acción central de C75. Tomados en conjunto, estos resultados confirman el importante papel que el enzima CPT1 juega en la regulación del apetito. Asimismo, aportan nuevos datos sobre los mecanismos centrales que modulan el metabolismo glucídico. Por otro lado demuestran que la inhibición de CPT1 a nivel central se deriva en una disminución de la ingesta resaltando la importancia de este enzima como diana terapéutica para el tratamiento de la obesidad. / “Role of hypothalamic carnitine palmotoyltransferase 1A in the control of food intake” Neutral energy balance permits body weight stability and prevents the emergence of diseases such as obesity and Type 2 Diabetes. Central nervous system (CNS) and more specifically the hypothalamus, has a key role in the regulation of homeostatic mechanisms that control food consumption. In response to changes in global energy status, hypothalamic neurons alter the expression of neuropeptides in order to adjust energy intake and expenditure. It is unclear how the expression of these molecules is regulated; however recent studies highlight fatty acid metabolism as a key pathway in hypothalamic control of feeding. Several studies have demonstrated that modulation of fatty acid metabolic enzymes can regulate feeding behaviour by altering the hypothalamic pool of malonyl-CoA and/or long chain fatty acid-CoA (LCFA-CoA), suggesting that these metabolites are signals of nutrient status able to adjust not only food intake but also energy expenditure and glucose production. Malonyl-CoA, derived from glucose metabolism, is not only the first intermediate in fatty acid synthesis but also has a role in the maintenance of balance between de novo synthesis of fatty acids and its oxidation. Malonyl-CoA is the physiological inhibitor of carnitine palmitoyltransferase 1 (CPT1), enzyme that catalyses the first step in the transport of LCFA-CoA from the cytoplasm into the mitochondria for their b-oxidation. In the present study we analysed the role of hypothalamic CPT1A in the regulation of food intake. To this aim we used two experimental strategies. On the one hand, we over-expressed a permanently active form of CPT1A (CPT1AM: malonyl-CoAinsensitive-CPT1A) in the VMH of rats and studied its effect on food intake, body weight and glucose metabolism. On the other hand we studied the molecular mechanism by which compound C75 produces anorexia and a reduction in body weight, focusing our attention on its effect on hypothalamic CPT1 activity. Our results show that a long-term increase in CPT1AM activity in the VMH of rats leads to central and peripheral responses producing hyperphagia, overweight, insulin resistance and glucose intolerance. On the other hand we demonstrated that only (+)-C75 enantiomer inhibits CPT1 activity and its central administration produces a reduction in food intake and body weight. Altogether these data emphasizes the role of hypothalamic CPT1 in the maintenance of energy homeostasis and highlights its inhibitors as good candidates for the treatment of obesity and related diseases.

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No. of bitstreams: 1 TeseMRL.pdf: 1847541 bytes, checksum: 576104fec459fe5ca5cf29dbd41b2979 (MD5) Previous issue date: 2017-03-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Arterial hypertension (AH) is a multifactorial disease, characterized by increased levels of arterial pressure (AP) that causes an increased risk of coronary disease, stroke and congestive heart failure. Several studies have addressed the possible causes and mechanisms of hypertension in the attempt to seek new treatments for this disease. Studies have already showed the participation of oxidative stress, caused by increased production of reactive oxygen species (ROS) in the development and maintenance of hypertension. ROS like hydrogen peroxide (H2O2) are produced endogenously and may participate in intra- and extracellular signaling, including mediation of angiotensin II (ANG II) responses. Intracerebroventricular injection of H2O2 or the increase of endogenous H2O2 using the catalase inhibitor ATZ reduced the pressor responses to central ANG II in normotensive and hypertensive rats. In the present study, we investigated the effects of acute or chronic subcutaneous (sc) administration of ATZ on mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR) in normotensives, spontaneously hypertensive rats (SHR) and 2-kidney, 1clip hypertensive rats (2K1C). We also studied the possible changes of autonomic modulation of systolic arterial pressure (SAP) and the pulse interval (PI), the renal sympathetic nerve activity, the baroreflex, the genic expression of inflammatory cytokines, components of the renin-angiotensin system (RAS), NADPH oxidase isoforms and microglia activity (CD11) in the hypothalamus in rats treated with sc ATZ. In addition, it was also tested the pressor response to noradrenaline or ANG II injected intravenously (iv), the hypotensive response to the ganglionic blockade with hexamethonium, food and water intake and urinary excretion in normotensive and hypertensive rats treated with sc administration of ATZ. Male normotensive Holtzman, 2K1C hypertensive Holtzman rats and SHR were used. MAP and HR were recorded in conscious, unrestrained rats, except in rats used to record sympathetic activity. The sc injection of ATZ (300 mg/kg of body weight) acutely reduced MAP in SHR (192 ± 4 mmHg pre-injection of ATZ vs. 173 ± 6 mmHg after ATZ) and in 2K1C rats (170 ± 8 mmHg pre-injection of ATZ, vs. 158 ± 13 mmHg after ATZ) for at least 4 h and also slightly reduced HR. Chronic daily treatment with ATZ (600 mg/kg of body weight/day) sc for 9 days also reduced MAP in SHR (ATZ: 172 ± 8 mmHg, vs. saline: 198 ± 2 mmHg) and in 2K1C rats (ATZ: 137 ± 12 mmHg, vs. saline: 181 ± 9 mmHg) without altering HR, the impairment of baroreflex present in hypertensive rats, food and water intake and urinary excretion. The treatment with ATZ sc chronically reduced sympathetic modulation of SAP in SHR (ATZ: 2.6 ± 1.2 mmHg2, vs. saline: 6.3 ± 3.4 mmHg2) and in 2K1C rats (ATZ: 3.2 ± 0.4 mmHg2, vs. saline: 7.6 ± 1.5 mmHg2) and PI, enhanced the parasympathetic modulation of PI in SHR (ATZ: 90.5 ± 4.5 un, vs. saline: 76.5 ± 7.8 un) and 2K1C rats (ATZ: 85.3 ± 2.9 un vs. saline: 68.6 ± 3 un) and improved the sympatho-vagal balance in SHR (ATZ: 0.11 ± 0.05, vs. saline: 0.35 ± 0.17) and in 2K1C rats (ATZ: 0.19 ± 0.05, vs. saline: 0.52 ± 0.09). Chronic treatment with ATZ sc for 9 days in 2K1C hypertensive rats also reduced the mRNA expression of interleukin-6 (IL-6) (ATZ: 0.80 ± 0.06, vs. saline: 2.32 ± 0.36 fold change), tumor necrosis factor-α (TNF-α) and AT1 receptor (AT1r) (ATZ: 0.74 ± 0, 04, vs. saline: 1.19 ± 0.22 fold change) in the hypothalamus. ATZ chronically in SHR also decreased mRNA expression of IL-6 (ATZ: 1.17 ± 0.07, vs. saline: 1.53 ± 0.11 fold change), AT1r (ATZ: 0.81 ± 0.03, vs. saline: 1.0 ± 0.04 fold change), NADPH oxidase isoform NOX2 (ATZ: 0.85 ± 0.06, vs. saline: 1.52 ± 0.27 fold change) and the microglia activation indicator gene (CD11) (ATZ: 1.47 ± 0.06, vs. saline: 1.79 ± 0.08 fold change) in the hypothalamus. The injection of ATZ (300 mg/kg of body weight) sc in 2K1C hypertensive rats acutely reduced renal sympathetic nerve activity (-51.5 ± 10%) and the hypotensive response to iv injection of the ganglionic blocker hexamethonium (ATZ: -58 ± 5 mmHg; vs. saline: -106 ± 7 mmHg), without changing the pressor responses to noradrenaline or ANG II iv, in rats treated with sc ATZ. Therefore, the present results suggest that increasing the availability of endogenous H2O2 by the acute or chronic administration of ATZ sc produces anti-hypertensive effects due to decreases in sympathetic nerve activity that are associated with a decrease in neuroinflammation, AT1 receptor and NADPH oxidase mRNA and activation the microglia in the hypothalamus. These effects might result from an impairment of the central action of ANG II as demonstrated in a previous study (LAUAR et al., 2010). / A hipertensão arterial (HA) é uma doença multifatorial, caracterizada pelo aumento dos níveis de pressão arterial (PA) que ocasiona um aumento de risco de doenças coronarianas, derrame cerebral e insuficiência cardíaca. Vários estudos visam compreender as possíveis causas e mecanismos da hipertensão na tentativa de se buscar novos tratamentos para esta doença. Estudos já demonstraram a participação do estresse oxidativo, causado pelo aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) no desenvolvimento e a manutenção da hipertensão. As EROs como peróxido de hidrogênio (H2O2) são produzidas endogenamente e podem participar da sinalização intra e intercelular, incluindo a mediação das respostas à angiotensina II (ANG II). Injeções intracerebroventriculares de H2O2 ou o aumento de H2O2 endógeno utilizando o inibidor da catalase, o ATZ, reduziram a resposta pressora produzida pela injeção central de ANG II em ratos normotensos e hipertensos. No presente estudo, investigamos os efeitos da administração subcutânea (sc) aguda ou crônica do ATZ na pressão arterial média (PAM) e na frequência cardíaca (FC) de ratos normotensos, ratos espontaneamente hipertensos (SHR) e com hipertensão do tipo 2 rins, 1 clipe (2R1C). Estudamos também a modulação autonômica da pressão arterial sistólica (PAS) e do intervalo de pulso (IP), da atividade nervosa simpática renal (ANSr), o barorreflexo, a expressão gênica de citocinas inflamatórias, de componentes do sistema renina-angiotensina (SRA), das isoformas da NADPH oxidase e da ativação da micróglia (CD11) no hipotálamo em ratos normotensos e/ou hipertensos tratados com ATZ sc. Adicionalmente foram testados a resposta pressora da noradrenalina ou ANG II injetadas intravenosamente (iv), a resposta hipotensiva causada pelo bloqueio ganglionar com hexametônio, a ingestão de água e alimento e excreção urinária em ratos normotensos e hipertensos tratados com ATZ sc. Foram utilizados ratos Holtzman normotensos, ratos Holtzman com hipertensão 2R1C e SHR. A PAM e FC foram registradas em ratos conscientes e com livre movimentação, exceto ratos que foram usados para registro de atividade simpática. A injeção sc de ATZ (300 mg/kg de peso corporal) agudamente reduziu por pelo menos 4 horas a PAM em SHR (192 ± 4 mmHg pré-injeção de ATZ, vs. 173 ± 6 mmHg após ATZ) e em ratos com hipertensão 2R1C (170 ± 8 mmHg pré-injeção de ATZ, vs. 158 ± 13 mmHg após ATZ) por pelo menos 4 horas e também reduziu a FC. O tratamento crônico com ATZ (600 mg/kg de peso corporal/dia) sc por 9 dias também reduziu a PAM em ratos SHR (ATZ: 172 ± 8 mmHg, vs. salina: 198 ± 2 mmHg) e em ratos 2R1C (ATZ: 137 ± 12 mmHg, vs. salina: 181 ± 9 mmHg), sem alterar a FC, o comprometimento do barorreflexo presente em animais hipertensos, a ingestão de água e alimento e a excreção urinária. O tratamento com ATZ sc cronicamente reduziu a modulação simpática da PAS em ratos SHR (ATZ: 2,6 ± 1,2 mmHg2, vs. salina: 6,3 ± 3,4 mmHg2) e em ratos 2R1C (ATZ: 3,2 ± 0,4 mmHg2, vs. salina: 7,6 ± 1,5 mmHg2) e do IP, aumentou a modulação parassimpática do IP em ratos SHR (ATZ: 90,5 ± 4,5 un, vs. salina: 76,5 ± 7,8 un) e em ratos 2R1C (ATZ:85,3 ± 2,9 un vs. salina: 68,6 ± 3 un) e melhorou o balanço simpato-vagal em ratos SHR (ATZ: 0,11 ± 0,05, vs. salina: 0,35 ± 0,17) e em ratos 2R1C (ATZ: 0,19 ± 0,05, vs. salina: 0,52 ± 0,09). O tratamento crônico com ATZ sc por 9 dias em ratos com hipertensão 2R1C também reduziu a expressão de RNAm para interleucina 6 (IL-6) (ATZ: 0,80 ± 0,06 número de vezes, vs. salina: 2,32 ± 0,36 número de vezes), fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e do receptor AT1 (AT1r) (ATZ: 0,74 ± 0,04 número de vezes, vs. salina: 1,19 ± 0,22 número de vezes) no hipotálamo. ATZ cronicamente em ratos SHR também reduziu a expressão de RNAm da IL-6 (ATZ: 1,17 ± 0,07 número de vezes, vs. salina: 1,53 ± 0,11 número de vezes), AT1r (ATZ: 0,81 ± 0,03 número de vezes, vs. salina: 1,0 ± 0,04 número de vezes), da isoforma NOX2 da NADPH oxidase (ATZ: 0,85 ± 0,06 número de vezes, vs. salina: 1,52 ± 0,27 número de vezes) e da ativação da micróglia (CD11) (ATZ: 1,47 ± 0,06 número de vezes, vs. salina: 1,79 ± 0,08 número de vezes) no hipotálamo. A injeção de ATZ (300 mg/kg de peso corporal) sc em ratos com hipertensão 2R1C reduziu agudamente a atividade nervosa simpática renal (-51,5 ± 10%) e a resposta hipotensiva produzida pela injeção iv do bloqueador ganglionar hexametônio (ATZ: Δ -58 ± 5 mmHg, vs. salina: Δ -106 ± 7 mmHg), sem alterar a resposta pressora da noradrenalina ou ANG II iv, o que sugere que os efeitos anti-hipertensivos do ATZ seriam mais provavelmente causados pela redução da atividade simpática por uma ação central desta droga e não por uma ação vascular direta do ATZ. Portanto, os presentes resultados sugerem que o aumento da disponibilidade de H2O2 endógeno pela administração aguda ou crônica de ATZ sc produz efeitos anti-hipertensivos que são devidos a uma diminuição da atividade nervosa simpática que está associada com a diminuição da neuroinflamação, de receptores AT1, RNAm para NADPH oxidase e da ativação da micróglia no hipotálamo. Estes efeitos podem ser resultados de um bloqueio ou comprometimento das ações centrais da ANG II como demonstrado em estudo anterior (LAUAR et al., 2010). / FAPESP: 2013/05189-4

A manipulação neonatal promove alterações neuroendócrinas e comportamentais em ratos. Os efeitos conhecidos deste procedimento não são observáveis após gonadectomia neonatal e antes da instalação da puberdade, sugerindo que os hormônios esteróides gonadais modulam os efeitos da manipulação neonatal. Este trabalho teve como objetivo investigar uma possível modulação dos efeitos da manipulação neonatal sobre comportamentos e a resposta ao estresse da PRL e do LH. O efeito da manipulação neonatal sobre a atividade noradrenérgica no PVN induzida por estresse também foi avaliada. A manipulação neonatal consistiu em manipular os filhotes do 1° ao 10° dia de vida. Os animais foram estudados na idade adulta. No experimento 1, o comportamento no campo aberto e as respostas da PRL e do LH ao estresse por contenção foram analisados em ratos e ratas nas fases do diestro, proestro e estro. No experimento 2, os animais nãomanipulados e manipulados foram submetidos à gonadectomia fictícia, gonadectomia e gonadectomia seguida de reposição hormonal de testosterona nos machos e estradiol nas fêmeas. Três semanas após as cirurgias, o comportamento no campo aberto e as respostas da PRL e do LH ao estresse foram realizados. No experimento 3 ratos machos e fêmeas em diestro foram subdivididos em basal e estresse. As concentrações plasmáticas de PRL foram determinadas por radioimunoensaio e os conteúdos de NA e MHPG foram determinados através de detecção eletroquímica. Ratos machos manipulados permaneceram mais tempo nos quadrantes centrais e ratas apresentaram aumento da duração de locomoção no campo aberto ao longo do ciclo estral. A gonadectomia em ratos machos e fêmeas manipulados reduziu a duração de locomoção no campo aberto e em ratas reduziu a freqüência de entrada nos quadrantes centrais. A manipulação neonatal reduziu a resposta da PRL e do LH ao estresse em ratos machos. Em ratas na fase do estro foi observada uma menor resposta da PRL ao estresse quando comparadas às ratas nãomanipuladas na fase do estro. O mesmo ocorreu com a resposta do LH ao estresse em ratas manipuladas nas fases do proestro e do estro. A redução da resposta da PRL ao estresse em ratas manipuladas foi observada apenas em ratas submetidas à ovariectomia fictícia. Ratas manipuladas não apresentaram aumento da razão MHPG/NA no PVN após aplicação do estresse. Os efeitos da manipulação neonatal sobre comportamentos em ratos machos e fêmeas e sobre a resposta da PRL ao estresse em fêmeas parecem depender da presença de hormônios esteróides gonadais. A ciclicidade dos hormônios esteróides gonadais durante o ciclo estral influencia os efeitos da manipulação neonatal sobre a resposta da PRL e do LH ao estresse em ratas. A manipulação neonatal reduz a responsividade do sistema noradrenérgico ao estresse em fêmeas. / Neonatal handling promotes neuroendocrine and behavioral changes in rats. Known effects of this procedure are not perceived after neonatal gonadectomy and before puberty, suggesting that gonadal steroids hormones modulate the effects of neonatal handling. The objective of this work is to investigate a possible modulation of the neonatal handling effects in behaviors and the stress response of PRL and LH. The neonatal handling effect over noradrenergic activity in PVN induced by stress was also evaluated. Neonatal handling consisted in handling pups from the 1º to the 10º day of life. Animals were studied in adult age. In experiment 1, the behavior in open field and the PRL and LH responses to stress through restraint were analised in male and female rats in diestrus, proestrus and estrus phases. In experiment 2, non-handled and handled animals were submitted to sham gonadectomy, gonadectomy and gonadectomy followed by testosterone hormonal replacement in males and estradiol hormonal replacement in females. Three weeks after surgery, open field behavior and PRL and LH responses to stress were conducted. In experiment 3 male and female rats in diestrus were grouped in basal and stress. PRL plasm levels were determined through radioimmunoassay and NA and MHPG contents were determined through electrochemical detection. Handled male rats remained more time in central squares and female rats showed an increase in locomotion duration in open field through estral cycle. Gonadectomy in male rats and handled females reduced locomotion duration in open field and in female rats reduced the frequency in central squares. Neonatal handling reduced PRL and LH response to stress in male rats. In the estrus phase of female rats was observed a lower PRL response to stress when compared to non-handled female rats in estrus phase. The same happened with LH response to stress in female handled rats in proestrus and estrus phases. The reduction in PRL response to stress in handled female rats was observed only in female rats submitted to sham ovariectomy. Handled female rats do not showed increase in MHPG/NA quocient in PVN after stress application. Neonatal handling effects over behaviors seems to depend of the gonadal steroids hormones presence. The cycling of gonadal steroids hormones during estral cycle influences the effects of neonatal handling over PRL and LH response to stress in female rats. Neonatal handling reduces the responsivity of the noradrenergic system to stress.

A consolidação sistêmica é um processo de reorganização estrutural onde memórias inicialmente dependentes do hipocampo passam a ser dependentes do córtex para serem evocadas. Classicamente, esse fenômeno tem sido associado com o passo do tempo, isto é, memórias recentes seriam dependentes do hipocampo enquanto memórias remotas seriam dependentes do córtex. A mesma variável “tempo” parece fundamental para mudanças na qualidade da memória em termos de quão precisa ela se expressa. Memórias testadas poucos dias após o treino são habitualmente precisas, enquanto maiores intervalos entre treino e teste aumentam a possibilidade de generalização, nesse caso estímulos discretos ou contextos neutros podem desencadear respostas condicionadas. Recentemente, uma forte relação entre consolidação sistêmica e generalização foi demonstrada, no entanto, se desconhece como esses processos ocorrem e quais são as vias implicadas na comunicação entre hipocampo e córtex que as favorecem. Aqui, usando o Condicionamento Aversivo ao Contexto, avaliamos duas estruturas, o Núcleo Talâmico Reuniens (NR) e o Córtex Entorrinal Lateral (CEL) como possíveis mediadores da consolidação sistêmica e generalização da memória. Nossos resultados mostraram que a atividade do NR é essencial para permitir que estruturas corticais inibidas antes do treino sejam novamente ativadas durante sessões de reativação/reconsolidação atualizando o engrama e permitindo a expressão da memória remota. Esses achados se complementaram com resultados eletrofisiológicos onde a inibição do NR prejudicou a indução de potenciação de longa v duração entre vias do hipocampo e o Córtex Cigulado Anterior. Por outro lado o CEL parece possuir uma janela de plasticidade alguns dias após o aprendizado (3 dias) que pode determinar a qualidade da memória no futuro. A inibição do CEL 3 dias após o treino mantem a precisão da memória em um ponto onde os controles generalizam. Esse fenômeno se mostrou mediado por uma via de sinalização dependente de receptores NMDA contendo a subunidade NR2B, a calcineurina e os receptores AMPA permeáveis ao cálcio. A mesma inibição que mantem a precisão parece também manter a dependência hipocampal. Propomos nesse texto que ambos, o NR e o CEL, são estruturas que controlam ativamente a consolidação sistêmica e generalização da memória possivelmente guiados pela atividade do córtex pré-frontal medial. O estudo das vias que permitem a comunicação hipocampo-córtex pode ser essencial para entender a própria natureza da consolidação sistêmica e estabelecer possíveis estratégias para retardar ou inibir a generalização de memórias aversivas, um clássico alvo terapêutico de transtornos de ansiedade como o Transtorno de Estresse Pós-traumático. / Systems consolidation has been described as a structural reorganization process involving the neocortical and hippocampal networks underlying memory storage and retrieval. Classically, this phenomenon seems to be time-dependent in which recent memories are hippocampal-dependent while remote memoires are cortical-dependent during retrieval. This same variable, "time", is critical to memory quality in terms of precision during the expression. Memories tested some days after training are usually precise, however, extended intervals between training and testing increase the chance of generalization, in this case, neutral contextual or discrete cues, are able to triggered conditioned responses. Recently, a close relationship between systems consolidation and memory generalization was suggested, nevertheless, how these processes occurred and the synaptic pathways implicated in cortico-hippocampal communication are unknown. Here, using Contextual Fear Conditioning, we evaluated two structures, the thalamic Nucleus Reuniens (NR) and the Lateral Entorhinal Cortex (LEC) as potential regulators of systems consolidation and memory generalization. Our results showed that the activity of the NR is essential for cortical activity recovery after pre-training suppression during reactivation/reconsolidation session allowing the updating of memory engram and appropriate remote memory expression. These findings were supported by electrophysiological evidence showing that NR inhibition disrupts the induction of long term potentiation between hippocampal and Anterior Cingulate Cortex pathways. On the other hand, the LEC has a window plasticity opportunity after learning (3 days) that guides the future quality of memory expression. Inhibition of LEC on day 3 after training maintain memory precision while control group vii express generalized memory. This effects was mediated by signaling involving NR2Bcontaining NMDA , calcineurin and CP-AMPA receptors. The same inhibition procedure of LEC seems to maintain hippocampal dependency. We proposed that NR and LEC control actively systems consolidation and memory generalization probably facilitating top-down control by medial prefrontal cortex. Dissection of neural pathways associated to corticohippocampal communication is fundamental to understand the nature of systems consolidation and potential strategies to delay or prevents fear memory generalization, a classically hallmark of anxiety disorders such as Posttraumatic Stress Disorder.

A manipulação neonatal promove alterações neuroendócrinas e comportamentais em ratos. Os efeitos conhecidos deste procedimento não são observáveis após gonadectomia neonatal e antes da instalação da puberdade, sugerindo que os hormônios esteróides gonadais modulam os efeitos da manipulação neonatal. Este trabalho teve como objetivo investigar uma possível modulação dos efeitos da manipulação neonatal sobre comportamentos e a resposta ao estresse da PRL e do LH. O efeito da manipulação neonatal sobre a atividade noradrenérgica no PVN induzida por estresse também foi avaliada. A manipulação neonatal consistiu em manipular os filhotes do 1° ao 10° dia de vida. Os animais foram estudados na idade adulta. No experimento 1, o comportamento no campo aberto e as respostas da PRL e do LH ao estresse por contenção foram analisados em ratos e ratas nas fases do diestro, proestro e estro. No experimento 2, os animais nãomanipulados e manipulados foram submetidos à gonadectomia fictícia, gonadectomia e gonadectomia seguida de reposição hormonal de testosterona nos machos e estradiol nas fêmeas. Três semanas após as cirurgias, o comportamento no campo aberto e as respostas da PRL e do LH ao estresse foram realizados. No experimento 3 ratos machos e fêmeas em diestro foram subdivididos em basal e estresse. As concentrações plasmáticas de PRL foram determinadas por radioimunoensaio e os conteúdos de NA e MHPG foram determinados através de detecção eletroquímica. Ratos machos manipulados permaneceram mais tempo nos quadrantes centrais e ratas apresentaram aumento da duração de locomoção no campo aberto ao longo do ciclo estral. A gonadectomia em ratos machos e fêmeas manipulados reduziu a duração de locomoção no campo aberto e em ratas reduziu a freqüência de entrada nos quadrantes centrais. A manipulação neonatal reduziu a resposta da PRL e do LH ao estresse em ratos machos. Em ratas na fase do estro foi observada uma menor resposta da PRL ao estresse quando comparadas às ratas nãomanipuladas na fase do estro. O mesmo ocorreu com a resposta do LH ao estresse em ratas manipuladas nas fases do proestro e do estro. A redução da resposta da PRL ao estresse em ratas manipuladas foi observada apenas em ratas submetidas à ovariectomia fictícia. Ratas manipuladas não apresentaram aumento da razão MHPG/NA no PVN após aplicação do estresse. Os efeitos da manipulação neonatal sobre comportamentos em ratos machos e fêmeas e sobre a resposta da PRL ao estresse em fêmeas parecem depender da presença de hormônios esteróides gonadais. A ciclicidade dos hormônios esteróides gonadais durante o ciclo estral influencia os efeitos da manipulação neonatal sobre a resposta da PRL e do LH ao estresse em ratas. A manipulação neonatal reduz a responsividade do sistema noradrenérgico ao estresse em fêmeas. / Neonatal handling promotes neuroendocrine and behavioral changes in rats. Known effects of this procedure are not perceived after neonatal gonadectomy and before puberty, suggesting that gonadal steroids hormones modulate the effects of neonatal handling. The objective of this work is to investigate a possible modulation of the neonatal handling effects in behaviors and the stress response of PRL and LH. The neonatal handling effect over noradrenergic activity in PVN induced by stress was also evaluated. Neonatal handling consisted in handling pups from the 1º to the 10º day of life. Animals were studied in adult age. In experiment 1, the behavior in open field and the PRL and LH responses to stress through restraint were analised in male and female rats in diestrus, proestrus and estrus phases. In experiment 2, non-handled and handled animals were submitted to sham gonadectomy, gonadectomy and gonadectomy followed by testosterone hormonal replacement in males and estradiol hormonal replacement in females. Three weeks after surgery, open field behavior and PRL and LH responses to stress were conducted. In experiment 3 male and female rats in diestrus were grouped in basal and stress. PRL plasm levels were determined through radioimmunoassay and NA and MHPG contents were determined through electrochemical detection. Handled male rats remained more time in central squares and female rats showed an increase in locomotion duration in open field through estral cycle. Gonadectomy in male rats and handled females reduced locomotion duration in open field and in female rats reduced the frequency in central squares. Neonatal handling reduced PRL and LH response to stress in male rats. In the estrus phase of female rats was observed a lower PRL response to stress when compared to non-handled female rats in estrus phase. The same happened with LH response to stress in female handled rats in proestrus and estrus phases. The reduction in PRL response to stress in handled female rats was observed only in female rats submitted to sham ovariectomy. Handled female rats do not showed increase in MHPG/NA quocient in PVN after stress application. Neonatal handling effects over behaviors seems to depend of the gonadal steroids hormones presence. The cycling of gonadal steroids hormones during estral cycle influences the effects of neonatal handling over PRL and LH response to stress in female rats. Neonatal handling reduces the responsivity of the noradrenergic system to stress.

Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-10-03T12:11:54Z No. of bitstreams: 1 RAFAEL CARVALHO TORRES.pdf: 4075176 bytes, checksum: 19fc00e0161a371b5fb7c118bba5a10a (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-03T12:11:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAFAEL CARVALHO TORRES.pdf: 4075176 bytes, checksum: 19fc00e0161a371b5fb7c118bba5a10a (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / O estado diabético está associado à redução no número e ao comprometimento da funcionalidade de mastócitos. A partir disso, este trabalho foi realizado com intuito de investigar o papel do receptor ativado por proliferadores de peroxissomos (PPAR)- na redução do número e reatividade de mastócitos em ratos diabéticos. O efeito da ativação do PPAR-γ sobre a apoptose dos mastócitos também foi avaliada. A diabetes foi induzida através de uma injeção única de aloxana (40 mg/Kg) em animais que se encontravam em jejum. Após três dias da indução da diabetes, o ligante agonista de PPAR-γ rosiglitazona (0,5 mg/Kg) e/ou o antagonista específico do mesmo receptor GW9662 (0,5 mg/Kg) foram administrados uma vez ao dia durante 18 dias consecutivos. A taxa de apoptose dos mastócitos e os níveis hormonais foram determinados pela análise da fragmentação de DNA e por radioimunoensaio, respectivamente. O tratamento com rosiglitazona restaurou o número de mastócitos na cavidade torácica e no tecido mesentérico dos ratos diabéticos. Além disso, o tratamento dos animais diabéticos com rosiglitazona restabeleceu a liberação normal de histamina dos mastócitos após estimulação antigênica in vitro, avaliada por fluorimetria. O aumento da apoptose dos mastócitos em animais diabéticos foi inibida com a rosiglitazona. Observamos ainda que o aumento nos níveis circulantes de corticosterona associado com a disfunção mastocitária em ratos diabéticos é sensível ao tratamento com o agonista de PPAR-γ. Em adição, o bloqueio do receptor PPAR-γ com GW9662 suprimiu a capacidade da rosiglitazona em normalizar os níveis de glicocorticóides bem como restaurar o número de mastócitos. Utilizando imunohistoquímicas, constatamos que a ativação do PPAR-γ no eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) de animais diabéticos reduziu a expressão do receptor do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) MC2-R, bem como do receptor de glicocorticóides (GR), nas adrenais e hipófise, respectivamente, desses animais. Finalmente, nós mostramos que o aumento nos níveis de ACTH no plasma dos animais diabéticos foi reduzido pelo tratamento com rosiglitazona. Como conclusão, nossos achamos mostram que a rosiglitazona restaura o número e reatividade dos mastócitos de animais diabéticos, acompanhado pela redução da apoptose dessas células, em paralelo com a atenuação da elevada secreção de glicocorticóides, indicando que o PPAR-γ tem um papel importante nesse fenômeno. Palavras chave: Receptores ativados por proliferadores de peroxissomos-γ, diabetes, mastócitos, apoptose, glicocorticóides, eixo HPA. / Mast cell function and survival have been shown to be down-regulated under diabetic conditions. This study was undertaken in order to investigate the role of the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)- in the reduction of mast cell number and reactivity in diabetic rats. The effect of PPAR-γ activation on mast cell apoptosis was also evaluated. Diabetes was induced by a single intravenous injection of alloxan (40 mg/Kg) into fasted rats and PPAR- agonist rosiglitazone (0.5 mg/Kg) and/or specific antagonist GW9662 (0.5 mg/Kg) were administered after 3 days of diabetes induction, once daily for 18 consecutive days. Mast cell apoptosis and hormone levels were evaluated by analyses of DNA fragmentation and radioimmunoassay, respectively. Treatment with rosiglitazone restored mast cell numbers in the thoracic cavity and in mesenteric tissue of diabetic rats. Rosiglitazone treatment also significantly reversed the diabetes-induced reduction in histamine release by mast cells following activation with antigen in vitro, as measured by fluorescence. Increased apoptosis in mast cells from diabetic rats were inhibited by rosiglitazone. Moreover, we noted that the increase in plasma corticosterona levels associated with mast cell dysfunction in diabetic rats was inhibited by rosiglitazone administration. In addition, PPAR- γ blockade with GW-9662 abolished the ability of rosiglitazone to restore baseline levels of mast cells and plasma corticosterone in diabetic rats. Activation of PPAR-γ on the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis was able to reduce the expression of both adrenocorticotropic hormone (ACTH) receptor MC2-R and glucocorticoid receptor GR on the adrenals and pituitary, respectively, of the diabetic rats, attested by immunohistochemistry. Finally, we showed that the increase in plasma ACTH levels in diabetic rats was reduced by rosiglitazone treatment. In conclusion, our findings showed that rosiglitazone restored the number and reactivity of mast cells in diabetic rats, accompanied by suppression of apoptosis, in parallel with attenuation of alloxan-induced hypercorticolism, indicating that PPAR- has an important role in these phenomena.

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Um dos principais mecanismos de regulação da síntese protéica é a fosforilacão do fator de iniciação eIF2α. O aumento de fosforilação de eIF2α leva ao bloqueio do início de tradução geral da célula e tradução de genes específicos a exemplo do ATF4 (fator de ativação transcricional 4). Há 4 cinases específicas que fosforilam eIF2α, cada uma ativada sob condições distintas de estresse. A cinase GCN2, por exemplo, está presente em abundância no encéfalo, e faz parte do controle alimentar, memória e aprendizado de mamíferos. A proteína IMPACT, preferencialmente expressa no encéfalo, atua como uma inibidora da ativação de GCN2. Nesse contexto, torna-se relevante uma análise sistemática da distribuição de IMPACT no encéfalo e do possível envolvimento dessa proteína em condições fisiológicas e/ou patológicas. Um conjunto de resultados foi observado: (i) A proteína IMPACT é preferencialmente expressa em núcleos encefálicos associados ao ritmo circadiano, como também núcleos importantes na geração de ritmos, como o theta hipocampal; ii) A elevada intensidade e densidade de IMPACT no hipotálamo e hipocampo pode condizer com o envolvimento de IMPACT em mecanismos que envolvam homeostase corporal (função hipotalâmica) e memória (função hipocampal). (iii) Em tecido adulto, poucos grupos neuronais mostraram divergências na expressão de IMPACT entre roedores e primata; (iv) Há evidências de expressão diferencial (em uma mesma espécie) de IMPACT em grupos neuronais específicos (GABAérgicos); (v) Neurônios IMPACT-positivos são resistentes a vários tipos de estresse (leves, intensos, agudos ou crônicos, a exemplo de baixas temperaturas e indução de status epilepticus no modelo de epilepsia por pilocarpina); (vi) A proteína IMPACT é constitutiva, mostrou-se insensível a perturbações in vivo; (vii) IMPACT é detectada a partir do estágio embrionário E16. De acordo com os dados aqui dispostos sobre a expressão de IMPACT em neurônios e a evidência de sua expressão áreas encefálicas e em diversas condições, nós podemos especular sobre sua possível relevância na neurofisiologia. Assim, juntos esses dados sugerem que neurônios IMPACT-positivos tem função importante no encéfalo de mamíferos e podem estar envolvidos na geração e controle de ritmos encefálicos e na homeostase. / The control of protein synthesis plays a major role in several physiological conditions, homeostatic mechanisms and several phenomenon of neuronal plasticity. One of the most important mechanisms in regulation of protein synthesis is the phosphorylation of the initiation factor 2 (eIF2α). Increase in the eIF2α phosphorylation blocks general translation and enhance translation of specific genes such ATF4 (activating transcription factor 4) for example. In response to specific stress stimuli four specific kinases can phosphorylate eIF2α. The GCN2 kinase, for instance, is abundant in the brain, and is involved in feeding behavior control, learning and memory of mammalians. The IMPACT protein, preferentially expressed in the brain, acts as an inhibitor of the activation of GCN2. Therefore, a systematic analysis of the distribution of IMPACT in the brain and its possible involvement in physiological and/or pathological conditions are relevant. The following results were observed: (i) The IMPACT protein is preferentially expressed in brain nuclei involved in circadian rhythms, as well as in important nuclei involved in rhythm generation, such as the hippocampal theta rhythm; (ii) The high density and intensity of IMPACT labeling in the hypothalamus and hippocampus may reflect its involvement in homeostatic mechanisms (hypothalamic function) and memory (hippocampal function). (iii) In adult tissue, only a few neuronal groups showed divergence in IMPACT expression between rodents and primate; (iv) Within a single species there was differential expression of IMPACT in specific neuronal groups (e.g. GABAergic neurons); (v) IMPACT-positive neurons were resistant to several types of stress (weak, strong, acute or chronic), such as low temperature and status epilepticus induced by pilocarpine in a model of epilepsy; (vi) IMPACT is a constitutive protein, insensitive to perturbations in vivo; (vii) The detection of IMPACT starts at E16 embryonic stage. According to these results on the neurons expressing IMPACT and the evidence of its presence in some brain areas, we speculate on its possible relevance in neurophysiology. Thus, these data taken together suggest that IMPACT-positive neurons have important functions in the mammalian brains and may be involved in generation and control of brain rhythms and physiological homeostasis in general. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações