Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00315.pdf: 1408017 bytes, checksum: fa7119b275b1da64d1ec8115e3701037 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IEA/T / Instituto de Biociencias, Universidade de Sao Paulo - IB/USP

Orientador: Jose Antonio da Rocha Gontijo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciecias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-10T14:32:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Menegon_LeonardoFantinato_D.pdf: 7692318 bytes, checksum: 10b59c22a031dbd309e7f75f1a357e43 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Evidências recentes demonstram uma estreita correlação entre situações de resistência ao efeito hipoglicemiante da insulina e conseqüente hiperinsulinemia, e hipertensão arterial sistêmica. Especula-se que a insulina possa desempenhar um papel no desenvolvimento ou manutenção da hipertensão arterial. Embora autores demonstrem que a administração periférica de insulina diminui a excreção urinária de sódio, sugerindo uma atrativa ligação entre seu efeito renal e o desenvolvimento ou manutenção da hipertensão arterial, estudos de nosso laboratório indicam que a administração intracerebroventricular de insulina promove significativo aumento da excreção de sódio. É possível que a resistência central ao efeito natriurético da insulina promoveria um desequilíbrio na homeostase hidro-salina, favorecendo a retenção crônica de sódio. O presente estudo foi designado para avaliar o efeito da administração intracerebroventricular aguda de insulina sobre a excreção urinária de sódio em ratos WKy e SHR, assim como caracterizar a ação direta da insulina sobre as vias de sinalização intracelulares da insulina (PI 3-quinase e MAPK) no hipotálamo destes ratos. Ainda, avaliar se a administração intracerebroventricular crônica de insulina poderia alterar a resposta dos receptores de insulina, atenuando o efeito natriurético da insulina. Demonstramos que a administração crônica intracerebroventricular de insulina atenuou significativamente a resposta natriurética da insulina, porém não alterou a pressão arterial de ratos normotensos. A natriurese mediada pela insulina em sistema nervoso central é regulada pela via da MAPK-ERK-1/2. Ratos SHR não apresentam incrementos na fosforilação desta via e na excreção de sódio estimulada pela insulina, caracterizando estes animais como centralmente resistentes à ação natriurética da insulina. Um possível desequilíbrio entre a ação periférica e central da insulina sobre a regulação da natriurese nos ratos hipertensos poderia levar a alterações na homeostase hidro-salina, favorecendo a retenção crônica de sódio, contribuindo para o desenvolvimento e manutenção da hipertensão arterial / Abstract: Chronic elevated plasma insulin levels and resistance to the hypoglycemic effect of insulin have been associated with increased blood pressure in human and animal models of hypertension. This observation has led to the speculation that insulin may play a role in the development of increased blood pressure. Although authors have shown that the peripheral action of insulin reduces urinary sodium excretion, suggesting an attractive reciprocal link between insulin¿s renal effect, urinary sodium excretion and the development or maintenance of hypertension, studies from our laboratory have indicated that acute intracerebroventricular injection of insulin significantly increases the output of sodium. Thus, we hypothesized that central resistance to the natriuretic effect of intracerebroventricular administration of insulin could lead to an inability of renal tubules to handle the hydroelectrolyte balance. To test this hypothesis, we investigated the effects of acute intracerebroventricular insulin administration on sodium tubular handling in SHR and WKy, and characterized the direct actions of insulin on the PI 3-kinase and MAP-kinase in the hypothalamus of these rats. Furthermore, we investigated the long-term effect of intracerebroventricular administration of insulin on sodium tubular handling and arterial pressure of normotensive rats. We demonstrated that chronic intracerebroventricular insulin injection attenuated urinary sodium excretion. However, this altered response did not simultaneously change the arterial blood pressure at this time. We functionally characterized the MAPK-ERK-1/2 as the intracellular hypothalamic pathway responsible for insulin-mediated natriuresis in rats. On the other hand, our results show that central insulin administration is less effective in inducing activation of the MAPK pathway and natriuresis in SHR rats, characterizing these rats as centrally resistant to insulin-mediated natriuresis. Thus, central resistance to the natriuretic effect of insulin could lead to an inability of renal tubules to handle the hydroelectrolyte balance, possibly contributing to the development or maintenance of hypertension / Doutorado / Medicina Experimental / Doutor em Fisiopatologia Medica

Orientador: Lício Augusto Velloso / Dissertação (mestrado) - Universidade EStadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:14:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CarinaSolon_M.pdf: 5770065 bytes, checksum: 0bde4400dcb614663b1d93ad8738e9cf (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nas últimas décadas, a prevalência da obesidade teve um expressivo aumento no mundo, tornando-se um dos mais importantes fenômenos clínicos-epidemiológicos da atualidade. Fatores como o alto consumo calórico e diminuição no gasto energético, associados a determinantes genéticos, desempenham papel relevante na patogênese desta doença. A taurina (Tau) é conhecida por modular diversos parâmetros metabólicos, como ação e secreção da insulina e os níveis sanguíneos de colesterol. Dados recentes sugerem que Tau também pode reduzir a adiposidade corpórea em C. elegans e roedores. Desde que a adiposidade corpórea é principalmente regulada por neurônios hipotalâmicos responsivos à insulina e envolvidos no controle da fome e termogênese, nós hipotetizamos que algumas das atividades da Tau, relacionadas ao controle da gordura corpórea, pode exercer efeitos através da sua ação direta no hipotálamo de ratos. Aqui, nós mostramos que a infusão intracerebrocentricular de doses agudas de Tau reduzem a ingestão alimentar e ativam a transdução de sinal através das vias de sinalização Akt/FOXO1, JAK2/STAT3 e mTOR/AMPK/ACC. Esses efeitos são acompanhados pela modulação da expressão de NPY. Além disso, Tau pode melhorar o efeito anorexigênico da ação da insulina. Assim, o aminoácido Tau exerce uma potente ação anorexigênica no hipotálamo e melhora o efeito da insulina no controle da ingestão alimentar / Abstract: In the last decades, the obesity prevalence have a expressive increase in the world, been one of the most important actual phenomenon clinical-epidemiological. The high caloric intake and decrease of energy expenditure, associated with genetics factors play a relevant role in this disease. Taurine (Tau) is known to modulate a number of metabolic parameters such as insulin secretion and action and blood cholesterol levels. Recent data have suggested that Tau can also reduce body adiposity in C. elegans and in rodents. Since body adiposity is mostly regulated by insulin-responsive hypothalamic neurons involved in the control of feeding and thermogenesis, we hypothesized that some of the activity of Tau in the control of body fat would be exerted through a direct action in rat hypothalamus. Here, we show that the intracerebroventricular injection of an acute dose of Tau reduces food intake and activates signal transduction through the Akt/FOXO1, JAK2/STAT3 and mTOR/AMPK/ACC signaling pathways. These effects are accompanied by the modulation of expression of NPY. In addition, Tau can enhance the anorexigenic action of insulin. Thus, the aminoacid, Tau, exerts a potent anorexigenic action in the hypothalamus and enhances the effect of insulin on the control of food intake / Mestrado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Mestre em Fisiopatologia Médica

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00315.pdf: 1408017 bytes, checksum: fa7119b275b1da64d1ec8115e3701037 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IEA/T / Instituto de Biociencias, Universidade de Sao Paulo - IB/USP

Orientador: Jose Barreto Campello Carvalheira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-15T07:38:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ropelle_EduardoRochete_D.pdf: 17518498 bytes, checksum: c38d89f3b074d0e53702fa51078c74ab (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A síndrome anorexia-caquexia é observada em cerca de 80% dos pacientes com câncer em estágio avançado e contribui diretamente para o aumento da morbidade e mortalidade desses pacientes. Postula-se que a patogênese da anorexia do câncer seja mediada por persistentes sinais anorexigênicos no hipotálamo, contribuindo com a redução da ingestão alimentar e do peso corporal. No presente estudo, demonstramos que as vias anorexigênicas mediadas pela insulina e pela leptina no hipotálamo estão hipersensíveis durante a anorexia induzida por tumor em roedores. Identificamos que a expressão proteína tirosina fosfatase 1B (PTP1B), proteína que modula negativamente a via de transmissão do sinal da insulina e da leptina, está significativamente reduzida no tecido hipotalâmico em diferentes modelos de anorexia induzida pelo câncer, contribuindo assim para o aumento dos sinais anorexigênicos mediados principalmente pela STAT-3. Evidenciamos que mediadores pró-inflamatórios clássicos, como a IL-1 b e o TNF-a, participam do controle da expressão e atividade da PTP1B em neurônios. Demonstramos que a infusão central do anticorpo anti-IL-1 b ou do inibidor específico do TNF-a, o Infliximab, restaurou a atividade da PTP1B, reduzindo a sensibilidade à insulina e à leptina, aumentando a ingestão alimentar, peso corporal e a sobrevida em animais com tumor. Inversamente, as injeções do recombinante da IL-1 b ou do TNF-a diretamente no terceiro ventrículo hipotalâmico foram capazes de suprimir a expressão PTP1B neuronal e aumentar a sensibilidade à insulina e à leptina em animais controle. Finalmente, a redução seletiva da expressão da PTP1B em áreas em torno do terceiro ventrículo hipotalâmico através do uso do oligonucleotídeo antisense contra a PTP1B (PTP1B ASO), provocou anorexia, perda de peso corporal severa e morte em ratos controle e ainda inibiu os efeitos do anticorpo anti-IL-1 b e do Infliximab em ratos com anorexia. Coletivamente, estes dados mostram que a PTP1B hipotalâmica é proteína chave para o controle da ingestão alimentar e do peso corporal em roedores e representa um potencial avo terapêutico para o tratamento da anorexia induzida pelo câncer / Abstract: The anorexia-cachexia syndrome is observed in 80% of patients with advanced cancer and contributes directly to increased morbidity and mortality of these patients. It is postulated that the pathogenesis of cancer anorexia is mediated by persistent anorexigenic signs in the hypothalamus, contributing to the reduction of food intake and body weight. In this study, we demonstrated that the anorexigenic pathways mediated by insulin and leptin in the hypothalamus are hypersensitive during tumor-induced anorexia in rodents. We found that the expression protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B), a protein that negatively modulates the route of signal transmission of insulin and leptin, is significantly reduced in the hypothalamic tissue in different models of cancer-induced anorexia, contributing to the increase in anorexigenic signals mediated by STAT-3. We showed that classical pro-inflammatory cytokines, such IL-1b and TNF-a modulate PTP1B activity in neurons. We have shown that central infusion of, anti-IL-1b antibody or specific inhibitor of TNF-a, Infliximab, restored the PTP1B activity, reducing insulin and leptin sensitivity, increasing food intake, body weight and survival in tumor-bearing animals. Conversely, intracerebroventricular injections of recombinant IL-1b or TNF-a were able to suppress the PTP1B expression and increase the central insulin and leptin sensitivity in control animals. Finally, the selective reduction of PTP1B expression in areas around the third ventricle of the hypothalamus using the antisense oligonucleotide against PTP1B (PTP1B ASO), evoked anorexia, severe weight loss and death in control rats, in addition, PTP1B ASO blunted the effects of anti-IL-1b antibody or Infliximab in anorectic rats. Collectively, these data show that the hypothalamic PTP1B is key protein in the control of food intake and body weight in rodents and presents an attractive opportunity for the treatment of cancer-induced anorexia / Doutorado / Medicina Experimental / Doutor em Fisiopatologia Medica

O comportamento agressivo maternal é desenvolvido por ratas lactantes com o intuito de preservar a vida de sua prole. Nesse estudo demonstramos que a Área Hipotalâmica de Ataque (HAA), particularmente a porção ventrolateral do núcleo ventromedial (VMHvl) e a parte tuberal do hipotálamo lateral (LHAtu), apresentam um papel crítico para a expressão do comportamento, ao correlacionarmos os níveis de agressão maternal com a ativação de tais setores, e detectarmos prejuízo no comportamento em um grupo submetido a lesões citotóxicas bilaterais por NMDA circunscritas a 1/3 caudal da HAA, e em outro grupo lesões que se estenderam por 2/3 caudais do eixo rostro caudal da HAA. Os parâmetros não agressivos não apresentaram diferenças entre os grupos, assim como os comportamentos maternais, indicando que as lesões não afetaram o cuidado das fêmeas com a sua prole. Em uma análise da densidade de células Fos positivas de possíveis alvos dessas estruturas hipotalâmicas estudadas, não detectamos diferenças estatísticas entre os grupos com lesão e o grupo controle. / The maternal aggression is developed by lactant dams to preserve their offsprings. In the present study we show that Hypothalamic Attack Area (HAA), particularly the ventrolateral part of ventromedial nucleus (VMHvl) and the tuberalis part of the lateral hypothalamus (LHAtu), have a critical role in the expression of this behavior. We have correlated the maternal aggression levels with the activation of this parts and we have detected behavioral damage at both groups with bilateral NMDA lesions at 1/3 caudal of HAA or 2/3 caudal of HAA, compared with control group. The non-agressive parameters did not show diferences among groups, as well as the maternal behavior, indicating that the lesions did not affect the maternal care. We have further analyzed the pattern of Fos expression in the brainstem targets of these hypothalamic regions in the NMDA lesioned dams, but couldnt find any difference between lesioned and intact groups.

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:25:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_RafaelLudemann_D.pdf: 2850934 bytes, checksum: 04c9b4c4f0335f5418dbc5e0a6df5dea (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O balanço energético é preponderantemente controlado por regiões hipotalâmicas que recebem informações aferentes oriundas da periferia. Os estoques de energia sensibilizam neurônios hipotalâmicos que controlam a ingestão e o gasto energético, regulando assim o peso corporal. A desnutrição e a obesidade estão relacionadas ao desequilíbrio da homeostase energética. Evidências mostram que o consumo de dieta hiperlipídica (DHL) ativa vias inflamatórias no hipotálamo que prejudicam ações da insulina no controle do balanço energético. Além disso, o consumo de DHL também prejudica ações anorexigênicas da leptina e sua sinalização hipotalâmica. Neste estudo, avaliamos o consumo e o gasto energético, bem como os mecanismos moleculares e genéticos envolvidos na sinalização da insulina e leptina hipotalâmica e seu controle sobre o padrão alimentar e metabólico de camundongos submetidos à restrição protéica e alimentados com DHL. Além disso, verificamos os possíveis efeitos benéficos da suplementação com o aminoácido taurina (Tau), associado a DHL, nos perfis moleculares e fisiológicos analisados neste estudo. Para isso, logo após o desmame, camundongos C57BL/6 foram alimentados com dieta controle (14% de proteína ¿ grupo C) ou hipoprotéica (6% de proteína ¿ grupo R), sendo suplementados ou não com 5% de Tau na água de beber (grupos CT e RT). Após 6 semanas, os grupos receberam ou não DHL durante 8 semanas (grupos CHT e RHT). Animais submetidos a restrição protéica apresentaram maior sensibilidade periférica a insulina, apesar da deficiência na sensibilidade hipotalâmica deste hormônio. Os grupos em estudo apresentaram modificações na expressão de genes hipotalâmicos relacionados a defesa celular, apoptose, stress do retículo endoplasmático e controle da ingestão alimentar. Houve maior expressão gênica dos neuropeptidios orexigênicos em camundongos submetidos a restrição protéica, caracterizando hiperfagia, apesar de uma ingestão calórica normal. Camundongos DHL apresentaram hipofagia e menor expressão gênica dos neuropeptídeos anorexigênicos. Entretanto, o consumo de DHL em animais controles e desnutrido, propiciou maior ingestão calórica, culminando com aumento de peso e dos estoques de gordura. Camundongos DHL apresentaram também comprometimento da ação anorexigênica da leptina. Além disso, houve aumento da expressão protéica da uncoupling protein 1 (UCP1) no tecido adiposo marrom (TAM), assim como do quociente respiratório (QR) durante o período escuro em camundongos submetidos a restrição protéica. Por outro lado, houve diminuição da expressão protéica da UCP1 no TAM e do QR em camundongos DHL. Houve diminuição no gasto energético (GE) de animais DHL apenas na fase clara. Em conclusão, camundongos submetidos a restrição protéica apresentaram comprometimento da ação da insulina no hipotálamo, aumento da expessão dos neuropeptídios orexigênicos e do consumo alimentar. Além disso, o consumo de DHL promoveu obesidade, hipercolesterolamia, intolerância a glicose, aumento da ingestão calórica e prejuízo na ação da insulina e leptina. Entretanto, a suplementação com Tau preveniu alterações na homeostase glicêmica, no consumo calórico, na ação hipotalâmica da insulina e leptina em camundongos DHL. Por outro lado, a melhora desses padrões metabólicos mostrou-se menos eficaz em camundongos submetidos a restrição protéica. Por fim, o comprometimento do gasto energético e da atividade locomotora em animais obesos não foram restabelecidos com a suplementação de Tau / Abstract: The energy balance is mainly controlled by hypothalamic regions that receive afferent information arising from the periphery. Energy stocks sensitize hypothalamic neurons that control food intake and energy expenditure, thus regulating body weight. Malnutrition and obesity are related to an imbalance of energy homeostasis. Evidence shows that consumption of high-fat diet (HFD) activates inflammatory pathways in the hypothalamus that affect the actions of insulin in the control of energy balance. Moreover, consumption of HFD also impairs anorexigenic actions of leptin and its hypothalamic signaling. In this study, we evaluated the consumption and energy expenditure, as well as the molecular and genetic mechanisms involved in insulin and leptin signaling in the hypothalamus and its control over the food and metabolic pattern of malnourished mice fed with HFD. Furthermore, we verified the possible beneficial effects of supplementation with the amino acid taurine (Tau) associated with HFD in molecular and physiological profiles analyzed in this study. Thereunto, soon after weaning, C57BL/6 mice were fed with control diet (14% protein ¿ group C) or low protein diet (6% protein ¿ group R) and supplemented or not with 5% of Tau in the drinking water (CT and RT groups). After 6 weeks, the groups received or not HFD for 8 weeks (CHT and RHT groups). Animals subjected to protein restriction had a higher peripheral insulin sensitivity, despite the deficiency of this hormone in hypothalamic sensitivity. The study groups showed changes in hypothalamic expression of genes related to cellular defense, apoptosis, endoplasmic reticulum stress and the control of food intake. There was a higher gene expression of orexigenic neuropeptides in mice subjected to protein restriction, featuring a hyperphagia despite a normal caloric intake. HFD mice showed hypophagia and reduced gene expression of anorexigenic neuropeptides. However, consumption of HFD in controls and malnourished animals provided higher caloric intake, leading to weight gain and fat stores. HFD mice also exhibited an impaired anorexigenic effect of leptin. In addition, there was an increase in protein expression of uncoupling protein 1 (UCP1) in brown adipose tissue (BAT) and respiratory quotient (RQ) during the dark period in mice subjected to protein malnutrition. On the other hand, there was a decrease in the protein expression of UCP1 in the BAT and RQ in HFD fed mice. There was a decrease in energy expenditure (EE) in HFD animals only during the light phase. In conclusion, mice subjected to protein restriction showed an impairment of insulin action in the hypothalamus and an increase of the orexigenics neuropeptides genes expressions as well as food intake. Moreover, consumption of HFD promoted obesity, hipercolesterolamia, glucose intolerance, increased caloric intake and impaired of hypothalamic action of insulin and leptin. However, Tau supplementation prevented alterations in glucose homeostasis, caloric intake and hypothalamic action of insulin and leptin signaling in HFD mice. Moreover, the improvement in these metabolic patterns was less effective in mice subjected to protein restriction. Finally, the impairment of energy expenditure in obese animals and spontaneous locomotor activity were not restored by supplementation of Tau / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Licio Augusto Velloso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-23T19:11:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morari_Joseane_D.pdf: 2485057 bytes, checksum: 88660e44d267d2bb162402326080d56d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nas últimas décadas tornou-se claro que indivíduos e animais obesos apresentam um quadro subclínico de inflamação sistêmica. Estudos desenvolvidos em nosso laboratório ao longo dos últimos 10 anos revelaram que a inflamação do hipotálamo está presente em roedores obesos e sua inibição por métodos genéticos e farmacológicos resulta na correção do fenótipo obeso e dos distúrbios metabólicos comumente associados à obesidade. Ácidos graxos saturados de cadeia longa presentes na dieta parecem ser os principais responsáveis pela ativação da resposta inflamatória no hipotálamo. Os primeiros sinais de inflamação podem ser detectados 24 h após a introdução de uma dieta rica neste tipo de gordura. Pelo menos dois mecanismos moleculares foram identificados como potenciais desencadeadores desta resposta inflamatória, sendo eles; a ativação de receptores TLR4, e a indução do estresse de retículo endoplasmático. Durante a exposição precoce a uma dieta rica em gordura saturada, células da micróglia localizadas no hipotálamo, tornam-se ativas e passam a expressar citocinas que, eventualmente, levam a ativação de vias inflamatórias em neurônios da região. A ativação de JNK e IKK em neurônios resulta na indução de resistência hipotalâmica à leptina e insulina, e, subsequentemente na perda do controle coordenado da ingestão alimentar e do gasto calórico. O fato de se observar ativação inflamatória no hipotálamo poucas horas após a exposição aos nutrientes desencadeadores sugere que células da micróglia residentes participem deste processo. Entretanto, com a manutenção da exposição ocorre uma modificação do padrão inflamatório ao longo do tempo, o que sugere que novas células estejam sendo recrutadas. Na primeira etapa deste estudo avaliamos a migração de células monocíticas da medula óssea para o hipotálamo em animais alimentados com dieta rica em gordura saturada. Para tal, transplantes de medula óssea foram realizados para gerar quimeras expressando TLR4 funcional somente em células da medula óssea ou somente em tecidos não originários da medula óssea. A parecença de TLR4 funcional em células de medula óssea foi necessária para expressão completa do fenótipo obeso. Além disso, somente quando TLR4 estava expresso em células da medula óssea, ocorreu infiltração hipotalâmica com células de micróglia oriundas da periferia. Como o recrutamento de células monocíticas da medula óssea para um determinado sítio anatômico depende invariavelmente da expressão de quimiocinas, nós aventamos a hipótese de que nas etapas iniciais da ativação da inflamação hipotalâmica na obesidade alguma(s) quimiocina(s) poderia(m) desempenhar um papel determinante na progressão do processo inflamatório e, consequentemente do fenótipo obeso. Tanto humanos como animais experimentais não consanguíneos apresentam grande variabilidade na expressão fenotípica da obesidade quando expostos a condições ambientais que favoreçam a mesma. Desta forma, buscamos por diferenças no padrão de inflamação do hipotálamo e na expressão de quimiocinas em duas cepas de camundongos com perfis metabólicos e predisposição a obesidade diametralmente opostos, sendo eles: o camundongo Swiss, com grande predisposição a obesidade e diabetes; e, o camundongo Balb-c, virtualmente protegido da obesidade e dos distúrbios metabólicos afins. Identificamos a quimiocina CX3CL1 (fractalkina) como aquela, dentre as avaliadas, com maior distinção de sua expressão no hipotálamo entre as duas cepas de camundongos, encontrando-se mais expressa em Swiss que em Balb-c. Na segunda parte do estudo mostramos que a expressão da fractalkina é induzida em neurônios do hipotálamo frente a um estímulo com nutrientes ricos em ácidos graxos saturados. Em cultura de neurônios, a expressão de fractalkina é induzida preferencialmente por TNF, mas também por palmitato. A inibição da fractalkina no hipotálamo com siRNA protege camundongos Swiss da intolerância à glicose e da obesidade induzidas por dieta rica em gordura saturada, além de reduzir o recrutamento de células monocíticas originárias da medula óssea para o hipotálamo. Assim, concluímos que durante as etapas iniciais da indução da obesidade, células da micróglia residentes ativam a produção de fractalkina por neurônios do hipotálamo a qual desempenha papel importante no recrutamento de novas células monocíticas da medula óssea, que perpetuarão o processo inflamatório do hipotálamo caso a exposição à dieta rica em gordura saturada seja mantida. A fractakina constitui-se, portanto, num dos mais precoces sinalizadores durante a instalação da inflamação hipotalâmica associada à obesidade / Abstract: Studies performed during the last 20 years have shown that obese subjects and experimental models of obesity present a systemic subclinical inflammation. Our group has shown that in experimental obesity the hypothalamus is affected by an inflammatory response and the employment of genetic and pharmacological means to inhibit diet-induced hypothalamic inflammation rescues the obese phenotype and the metabolic disarrangements commonly associated with obesity. Long-chain saturated fatty acids present in the diet are amongst the most important inducers of the hypothalamic inflammation in obesity. The first signs of hypothalamic inflammation can be detected as early as 24 h after the initial exposure to dietary fats. At least two molecular mechanisms have been shown to play a role in the induction of the hypothalamic inflammation in obesity; i.e., activation of TLR4 and induction of endoplasmic reticulum stress. During the early exposition to dietary fats, resident microglia cells are activated and express cytokines that eventually can lead to the induction of inflammatory signaling in the neighboring neurons. The activation of JNK and IKK in neurons results in the induction of hypothalamic resistance to leptin and insulin and, thus, to the loss of the coordinated control of food intake and energy expenditure. As hypothalamic inflammation can be induced a few hours after the initial exposure to dietary fats, it has been suggested that resident microglia are involved in this process. However, as the exposure to dietary fats persists, changes in the pattern of inflammation take place, which may indicate the recruitment of new cells to the inflamed site. In the first part of this study, we evaluate the migration of bone marrow-derived monocytic cells to the hypothalamus of obese animals. Chimera mice were generated by the transplantation of TLR4-expressing bone marrow into TLR4 defective mice and vice-versa. The presence of functional TLR4 in bone marrow-derived cells was required for the complete expression of the obese phenotype. In addition, diet-induced hypothalamic infiltration with bone marrow-derived microglia was obtained only in the presence of functional TLR4 in bone marrow-derived cells. Because the recruitment of bone marrow-derived monocytic cells to a given anatomical site depends invariably on the expression of chemokines, we have raised the hypothesis that, during the initial steps of diet-induced hypothalamic inflammation a (some) chemokine (s) could play an important role in the progression of the inflammatory activity and, consequently, of the obese phenotype. Both humans and outbreed experimental animals display a huge phenotypic variability whenever exposed to environmental conditions that favor obesity. With this concept in mind, we searched for differences in the patterns of hypothalamic inflammation in two strains of mice with different predispositions to obesity and metabolic diseases. The Swiss mice which are prone to obesity, and the Balb-c mice, which are protected from obesity and related metabolic conditions. We identified the chemokine CX3CL1 (fractalkine) as the one, among those that we evaluated, with highest distinction on its hypothalamic expression levels between the two mouse strains; being increased in the hypothalamus of Swiss mice. In the second part of the study we demonstrate that fractakine is induced in hypothalamic neurons by fat-rich diet. In culture, neurons express fractalkine in response to a TNF stimulus preferentially, but also in response to palmitate. The inhibition of hypothalamic expression of fractalkine by siRNA protects mice from glucose intolerance and diet-induced obesity. Moreover, under hypothalamic fractalkine inhibition, diet-induced recruitment of monocytic cells from the bone marrow is severely impaired. We conclude that during the initial steps of diet-induced hypothalamic inflammation, resident microglia cells induce the expression of fractalkine by neighboring neurons, which in turn recruit additional monocytic cells from the bone marrow to maintain the inflammatory process under continuous dietary fatty acid exposure. Thus, fractalkine is one of the earliest signals generated in the hypothalamus during the installation of diet-induced obesity / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutora em Fisiopatologia Médica

Orientador: Licio Augusto Velloso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-19T08:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lee_SimoneVandeSande_D.pdf: 7246544 bytes, checksum: 5e86a60839ae4f659dd37c06877e06de (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A obesidade, definida como o acúmulo excessivo ou anormal de gordura que pode causar dano à saúde do indivíduo, é considerada atualmente um dos principais problemas de saúde pública. Ela resulta de um desequilíbrio entre a ingestão alimentar e o gasto de energia. O controle do balanço energético de animais e seres humanos é realizado pelo sistema nervoso central (SNC) através de um sistema endócrino, em que hormônios periféricos circulantes como a leptina e a insulina sinalizam a neurônios especializados do hipotálamo sobre os estoques de gordura do organismo, e induzem respostas apropriadas para a manutenção da estabilidade destes estoques. A maioria dos casos de obesidade se associa a um quadro de resistência central à ação da leptina e da insulina. Em animais de experimentação, a dieta hiperlipídica é capaz de induzir um processo inflamatório no hipotálamo, que interfere com as vias intracelulares de sinalização por estes hormônios, resultando em hiperfagia, diminuição do gasto de energia e, por fim, obesidade. Até o momento não existem evidências de que mecanismos semelhantes possam contribuir para o desenvolvimento de obesidade em seres humanos. Os objetivos deste estudo foram avaliar o impacto da redução de massa corporal sobre a funcionalidade do sistema nervoso central e sobre marcadores de inflamação no líquido cefalorraquidiano (LCR) de pacientes obesos. Para tanto, foram avaliados treze pacientes obesos antes e aproximadamente oito meses após a realização de cirurgia bariátrica, além de oito voluntários com índice de massa corporal normal, através de ressonância magnética funcional e análise do LCR. Os indivíduos obesos apresentaram padrões de atividade funcional distintos em algumas regiões cerebrais, principalmente no hipotálamo, no córtex orbitofrontal e somatossensorial, em relação aos indivíduos eutróficos. Estas alterações foram parcialmente revertidas após a perda de peso induzida pela cirurgia bariátrica. Além disso, observou-se após a perda de peso um aumento dos níveis de IL-6 e IL-10 no LCR, citocinas que exercem ações anti-inflamatórias no SNC. Conclui-se que humanos obesos apresentam alterações da atividade funcional do cérebro em resposta à glicose, e que a redução da massa corporal induzida pela cirurgia bariátrica acompanha-se de uma restauração parcial da atividade neuronal e de um aumento da atividade anti-inflamatória no líquido cefalorraquidiano / Abstract: Obesity, defined as abnormal or excessive fat accumulation that may impair life quality, is one of the major public health problems worldwide. It results from an imbalance between food intake and energy expenditure. The control of energy balance in animals and humans is performed by the central nervous system (CNS) through an endocrine system, in which circulating peripheral hormones such as leptin and insulin provide a signal to specialized neurons of the hypothalamus reflecting body fat stores, and induce appropriate responses to maintain the stability of these stores. The majority of obesity cases are associated with central resistance to both leptin and insulin actions. In experimental animals, high-fat diets can induce an inflammatory process in the hypothalamus, which impairs leptin and insulin intracellular signaling pathways and results in hyperphagia, decreased energy expenditure and ultimately obesity. So far, there is no evidence that similar mechanisms may contribute to the development of obesity in humans. The aims of this study were to evaluate the impact of body mass reduction on the functionality of the central nervous system and on markers of inflammation in the cerebrospinal fluid (CSF) of obese patients. To achieve this objective, we evaluated thirteen obese patients before and approximately eight months after bariatric surgery, and eight normal weight volunteers, using functional magnetic resonance imaging and CSF analysis. Obese individuals showed distinct patterns of functional activity in some brain areas, mainly in the hypothalamus, orbitofrontal and somatosensory cortices, as compared to normal weight individuals. These changes were partially reversed after body mass loss following bariatric surgery. Moreover, we observed increases in the CSF levels of IL-6 and IL-10, both known to possess anti- inflammatory actions in the CNS. In conclusion, obese humans present altered functional brain activity in response to glucose, and body mass reduction following bariatric surgery is accompanied by partial restoration of neuronal activity and an increase in anti-inflammatory activity in the cerebrospinal fluid / Doutorado / Clinica Medica / Doutor em Clínica Médica

Orientadores: Lício Augusto Velloso, Marciane Milanski / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-19T22:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Biazzo_LiviaAparecidaD'AvilaBitencourtPascoal_M.pdf: 4154170 bytes, checksum: 19b0d87fbb38f934ea580317356be4bf (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Na obesidade experimental, mudanças na função hipotalâmica desempenham papel importante na regulação anômala da ingestão alimentar e do gasto energético. Estudos recentes mostram que a inflamação hipotalâmica sub-clínica é um importante fator que contribui para a disfunção hipotalâmica na obesidade. Citocinas, como TNF'alfa', IL6 e IL10 tem sido estudadas no hipotálamo de modelos animais de obesidade, entretanto, o papel da IL1? nesta condição não está claro. Neste trabalho, nós utilizamos a técnica de interferência de RNA conjugado com o peptídeo do vírus da raiva RVG-9R para direcionar a molécula antisense de IL1? ao sistema nervoso central. Essa manipulação levou a uma redução de 50% na expressão hipotalâmica de IL1 ? em ratos obesos e a um aumento do ganho de peso corporal sem afetar a ingestão alimentar e a atividade física espontânea. A redução da expressão da IL1? no sistema nervoso central foi acompanhada da redução da atividade da enzima citrato sintase da cadeia respiratória mitocondrial e ao aumento da expressão de PGC1'alfa' no tecido adiposo marrom desses animais. Assim, propomos que a expressão de IL1? no hipotálamo de ratos obesos leva ao aumento da termogênese no tecido adiposo marrom que protege contra o ganho de massa corporal excessiva / Abstract: In experimental obesity, changes in hypothalamic function play an important role in the anomalous regulation of food intake and energy expenditure. Recent studies have shown that a low-grade hypothalamic inflammation is an important factor contributing to hypothalamic dysfunction in this context. Cytokines such as TNF'alfa', IL6 and IL10 have been studied in the hypothalamus of experimental models of obesity, however, the role played by IL1? in this condition is unknown. Here we employed small-intereference RNA conjugated with the rabies virus RVG-9R peptide to deliver an IL1? antisense RNA to the central nervous system. This approach led to a 50% reduction of hypothalamic expression of IL1? in obese rats and produced an increase in body mass gain without affecting food intake and spontaneous physical activity. Upon central nervous system IL1? inhibition the brown adipose tissue activity of the respiratory chain mitochondria enzyme citrate synthase was reduced, while the expression of PGC1'alfa'? was increased. Thus, the expression of IL1? in the hypothalamus of obese rats provides a brown adipose tissue-dependent thermogenic mechanism that protects against excessive body mass gain / Mestrado / Medicina Experimental / Mestre em Fisiopatologia Médica