Introdução: Evidências sugerem que alterações no ambiente intrauterino afetam o persistentemente o desenvolvimento de diferentes órgãos e sistemas de modo a programar o risco para doenças crônicas ao longo da vida. A restrição de crescimento intrauterino (RCIU) é associada com o aumento da preferência pelos alimentos palatáveis e risco para doenças metabólicas na vida adulta. Níveis alterados de insulina no ambiente fetal encontrados em indivíduos que sofreram RCIU podem modificar a formação das vias associadas ao prazer e recompensa (sistemas opioide e dopaminérgico), modificando o comportamento alimentar. O objetivo deste estudo foi avaliar possíveis alterações na resposta frente ao alimento palatável em animais submetidos à RCIU. Metodologia: No dia 10 de gestação ratas Sprague-Dawley receberam dieta à vontade (AdLib), ou dieta restrição de 50% (FR). No nascimento, houve adoção cruzada dos filhotes, gerando os grupos (gestação/lactação): AdLib/AdLib (Controles) e FR/AdLib (Restrição de Crescimento Fetal - FR). No estudo 1, foi avaliada a resposta hedônica dos animais em 2 momentos (nas primeiras 24h de vida e aos 90 dias de vida). Em ambas as idades os ratos receberam solução de sacarose ou água destilada e as respostas hedônicas faciais exibidas em 60 segundos foram analisadas. No estudo 2, na idade adulta (ratos machos ao redor dos 80 dias de vida) foi avaliado o consumo de dieta hiperpalatável e o nível de organização do comportamento alimentar usando o BioDAQ®, assim como a liberação de dopamina frente à ração padrão ou alimento palatável foi mensurada pela cronoamperometria no núcleo accumbens (NAcc), com ou sem o uso prévio de insulina sistêmica (5UI/kg) Resultados: Estudo 1; nos filhotes a resposta hedônica foi maior nos animais FR expostos a sacarose em comparação a água, sem diferenças nos filhotes do grupo controle. Houve diminuição na fosforilação do receptor mu opioide nos filhotes FR comparados aos controles. Na vida adulta, a resposta hedônica e a fosforilação mu opioide não foram diferentes entre os grupos, sugerindo que as alterações da resposta hedônica e a fosforilação mu opioide observadas no primeiro dia de vida não persistem. No estudo 2, existiu uma interação entre grupo e período do dia em relação ao consumo de ração hiperpalatável, os animais FR comeram mais ração hiperpalatável do que os controles no período ativo (ciclo escuro), e o padrão alimentar apresentou uma maior entropia (consumo imprevisível e fragmentado) no grupo FR neste ciclo. Existiu um atraso na liberação de dopamina no grupo FR em resposta ao Froot Loops® (tempo para a dopamina alcançar o pico máximo), mas não em resposta a ração padrão. O tratamento com insulina reverteu a diferença observada entre os grupos na resposta ao Froot Loops®. Western Blotting mostrou que SOCS3 diminui na área tegmentar ventral (VTA) dos FR; pTH/TH aumentou no NAcc de FR, como previamente demonstrado, mas similarmente aos achados da cronoamperometria, estas diferenças foram revertidas pela insulina Conclusão: Há alteração da resposta hedônica no primeiro dia de vida em animais RCIU, juntamente de modificações na fosforilação de receptores opioides, e estas diferenças não persistem na vida adulta. A RCIU altera a sensibilidade à insulina no VTA e consequentemente leva à modulação diferencial do sistema dopaminérgico, o que se reflete no padrão e preferência alimentar em machos adultos. A RCIU induz a alterações nos níveis de insulina possivelmente modificando a funcionalidade das vias hedônicas opioide e dopaminérgica. A RCIU programa alterações neurocomportamentais, afetando o comportamento alimentar, persistentes ao longo da vida que podem colaborar com o desenvolvimento da síndrome metabólica a longo prazo. / Introduction: Evidence suggests that alteration in the intrauterine environment persistently affects the development of different organs and systems and programs the risk for chronic diseases throughout the life. Intrauterine growth restriction (IUGR) is associated with increased preference for palatable foods and risk to metabolic disease in adulthood. Altered insulin levels in fetal environment in individuals who suffer IUGR can modify the development of the pathways associated with pleasure and reward (opioid and dopaminergic system), modifying eating behavior. The aim of this study was to evaluate possible changes in the brain response to palatable food in animals submitted to IUGR. Methods: At gestation day 10, Sprague-Dawley dams are assigned to receive ad libitum diet (AdLib) or 50% restricted diet (FR). At birth, pups were cross-fostered generating two groups (pregnancy/lactation): AdLib/AdLib (Controls) and FR/Adlib (Intrauterine growth restriction - FR). In the Study 1 the hedonic response of the animals was evaluated in 2 moments (24 hours after birth and at 90 days of life). In both ages, rats received sucrose solution or water and the hedonic facial responses exhibited within 60 sec were analyzed. The Study 2, in adulthood (male rats around 80 days of life) the palatable food consumption was evaluated and feeding behavior entropy was assessed using the BioDAQ®. The dopamine release facing standard chow and palatable food was measured by chronoamperometry recordings in nucleus accumbens (NAcc), with or without previous systemic insulin treatment (5UI/kg) Results: In the Study 1, pups’ hedonic responses were higher in FR pups exposed to sucrose as compared to water, without differences in Control pups. There was decreased phosphorylation of the mu opioid receptor in FR pups compared to Controls. In adult life, hedonic responses and mu opioid phosphorylation were not different between groups, suggesting that the alterations in hedonic response and in mu opioid phosphorylation observed in early life do not persist. In the Study 2, there was an interaction between group and time of the day on the palatable food consumption, FR rats eat more palatable foods than the Control group in the active period (dark cycle), and the eating pattern has a higher entropy (unpredictable and fragmented consumption) in the FR group in this cycle. There was a delayed dopamine release in the FR group in response to Froot Loops® (time to reach the peak dopamine release), but not in response to standard chow. Insulin treatment reverted the difference observed between groups in the dopamine (DA) response to Froot Loops®. Western blot showed that SOCS3 was decreased in the ventral tegmental area (VTA) of FR; pTH/TH was increased in the NAcc of FR, as we have previously shown, but similarly to the chronoamperometry findings, these differences was reverted by insulin Conclusion: There is an alteration in the hedonic response to sucrose in the first day of life in IUGR animals, together with modifications in opioid receptor phosphorylation, and these differences do not persist in adult life. IUGR alters insulin sensitivity in VTA and consequently leads to a differential dopaminergic modulation by insulin, which is reflected in the pattern and food preference in adult males. IUGR induces alterations in insulin levels possibly modifying the functionality of the opioid and dopaminergic hedonic pathways. IUGR programs neurobehavioral changes, affecting eating behavior, persistently throughout life that may contribute to the development of metabolic syndrome in the long term.

Introdução: Evidências sugerem que alterações no ambiente intrauterino afetam o persistentemente o desenvolvimento de diferentes órgãos e sistemas de modo a programar o risco para doenças crônicas ao longo da vida. A restrição de crescimento intrauterino (RCIU) é associada com o aumento da preferência pelos alimentos palatáveis e risco para doenças metabólicas na vida adulta. Níveis alterados de insulina no ambiente fetal encontrados em indivíduos que sofreram RCIU podem modificar a formação das vias associadas ao prazer e recompensa (sistemas opioide e dopaminérgico), modificando o comportamento alimentar. O objetivo deste estudo foi avaliar possíveis alterações na resposta frente ao alimento palatável em animais submetidos à RCIU. Metodologia: No dia 10 de gestação ratas Sprague-Dawley receberam dieta à vontade (AdLib), ou dieta restrição de 50% (FR). No nascimento, houve adoção cruzada dos filhotes, gerando os grupos (gestação/lactação): AdLib/AdLib (Controles) e FR/AdLib (Restrição de Crescimento Fetal - FR). No estudo 1, foi avaliada a resposta hedônica dos animais em 2 momentos (nas primeiras 24h de vida e aos 90 dias de vida). Em ambas as idades os ratos receberam solução de sacarose ou água destilada e as respostas hedônicas faciais exibidas em 60 segundos foram analisadas. No estudo 2, na idade adulta (ratos machos ao redor dos 80 dias de vida) foi avaliado o consumo de dieta hiperpalatável e o nível de organização do comportamento alimentar usando o BioDAQ®, assim como a liberação de dopamina frente à ração padrão ou alimento palatável foi mensurada pela cronoamperometria no núcleo accumbens (NAcc), com ou sem o uso prévio de insulina sistêmica (5UI/kg) Resultados: Estudo 1; nos filhotes a resposta hedônica foi maior nos animais FR expostos a sacarose em comparação a água, sem diferenças nos filhotes do grupo controle. Houve diminuição na fosforilação do receptor mu opioide nos filhotes FR comparados aos controles. Na vida adulta, a resposta hedônica e a fosforilação mu opioide não foram diferentes entre os grupos, sugerindo que as alterações da resposta hedônica e a fosforilação mu opioide observadas no primeiro dia de vida não persistem. No estudo 2, existiu uma interação entre grupo e período do dia em relação ao consumo de ração hiperpalatável, os animais FR comeram mais ração hiperpalatável do que os controles no período ativo (ciclo escuro), e o padrão alimentar apresentou uma maior entropia (consumo imprevisível e fragmentado) no grupo FR neste ciclo. Existiu um atraso na liberação de dopamina no grupo FR em resposta ao Froot Loops® (tempo para a dopamina alcançar o pico máximo), mas não em resposta a ração padrão. O tratamento com insulina reverteu a diferença observada entre os grupos na resposta ao Froot Loops®. Western Blotting mostrou que SOCS3 diminui na área tegmentar ventral (VTA) dos FR; pTH/TH aumentou no NAcc de FR, como previamente demonstrado, mas similarmente aos achados da cronoamperometria, estas diferenças foram revertidas pela insulina Conclusão: Há alteração da resposta hedônica no primeiro dia de vida em animais RCIU, juntamente de modificações na fosforilação de receptores opioides, e estas diferenças não persistem na vida adulta. A RCIU altera a sensibilidade à insulina no VTA e consequentemente leva à modulação diferencial do sistema dopaminérgico, o que se reflete no padrão e preferência alimentar em machos adultos. A RCIU induz a alterações nos níveis de insulina possivelmente modificando a funcionalidade das vias hedônicas opioide e dopaminérgica. A RCIU programa alterações neurocomportamentais, afetando o comportamento alimentar, persistentes ao longo da vida que podem colaborar com o desenvolvimento da síndrome metabólica a longo prazo. / Introduction: Evidence suggests that alteration in the intrauterine environment persistently affects the development of different organs and systems and programs the risk for chronic diseases throughout the life. Intrauterine growth restriction (IUGR) is associated with increased preference for palatable foods and risk to metabolic disease in adulthood. Altered insulin levels in fetal environment in individuals who suffer IUGR can modify the development of the pathways associated with pleasure and reward (opioid and dopaminergic system), modifying eating behavior. The aim of this study was to evaluate possible changes in the brain response to palatable food in animals submitted to IUGR. Methods: At gestation day 10, Sprague-Dawley dams are assigned to receive ad libitum diet (AdLib) or 50% restricted diet (FR). At birth, pups were cross-fostered generating two groups (pregnancy/lactation): AdLib/AdLib (Controls) and FR/Adlib (Intrauterine growth restriction - FR). In the Study 1 the hedonic response of the animals was evaluated in 2 moments (24 hours after birth and at 90 days of life). In both ages, rats received sucrose solution or water and the hedonic facial responses exhibited within 60 sec were analyzed. The Study 2, in adulthood (male rats around 80 days of life) the palatable food consumption was evaluated and feeding behavior entropy was assessed using the BioDAQ®. The dopamine release facing standard chow and palatable food was measured by chronoamperometry recordings in nucleus accumbens (NAcc), with or without previous systemic insulin treatment (5UI/kg) Results: In the Study 1, pups’ hedonic responses were higher in FR pups exposed to sucrose as compared to water, without differences in Control pups. There was decreased phosphorylation of the mu opioid receptor in FR pups compared to Controls. In adult life, hedonic responses and mu opioid phosphorylation were not different between groups, suggesting that the alterations in hedonic response and in mu opioid phosphorylation observed in early life do not persist. In the Study 2, there was an interaction between group and time of the day on the palatable food consumption, FR rats eat more palatable foods than the Control group in the active period (dark cycle), and the eating pattern has a higher entropy (unpredictable and fragmented consumption) in the FR group in this cycle. There was a delayed dopamine release in the FR group in response to Froot Loops® (time to reach the peak dopamine release), but not in response to standard chow. Insulin treatment reverted the difference observed between groups in the dopamine (DA) response to Froot Loops®. Western blot showed that SOCS3 was decreased in the ventral tegmental area (VTA) of FR; pTH/TH was increased in the NAcc of FR, as we have previously shown, but similarly to the chronoamperometry findings, these differences was reverted by insulin Conclusion: There is an alteration in the hedonic response to sucrose in the first day of life in IUGR animals, together with modifications in opioid receptor phosphorylation, and these differences do not persist in adult life. IUGR alters insulin sensitivity in VTA and consequently leads to a differential dopaminergic modulation by insulin, which is reflected in the pattern and food preference in adult males. IUGR induces alterations in insulin levels possibly modifying the functionality of the opioid and dopaminergic hedonic pathways. IUGR programs neurobehavioral changes, affecting eating behavior, persistently throughout life that may contribute to the development of metabolic syndrome in the long term.

Introdução: Alterações no ambiente fetal conferem um risco aumentado para doenças crônicas como obesidade, doença cardiovascular, hipertensão arterial e diabetes tipo 2. As evidências sugerem que a restrição de crescimento intrauterino (RCIU) pode programar de forma persistente as preferências alimentares, e acredita-se que esse tipo de alteração comportamental, pode explicar, pelo menos em parte, o aumento do risco para essas doenças em indivíduos que sofreram RCIU. Portanto, torna-se importante entender os fatores associados e mecanismos envolvidos nesse comportamento. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da RCIU no comportamento alimentar em animais e humanos, assim como os possíveis mecanismos envolvidos na sua programação. Métodos: Ratas Sprague Dawley prenhes foram randomizadas para o grupo controle (Adlib), que recebeu dieta padrão ad libitum ou grupo restrição 50% (FR), que recebeu 50% do consumo habitual de genitoras alimentadas ad libitum. As dietas foram oferecidas a partir do dia 10 de gestação até o dia 21 de lactação. Em até 24h após o nascimento, foi realizada a adoção cruzada formando os grupos: Adlib_Adlib, FR_Adlib, FR_FR, Adlib_FR. O consumo de ração padrão foi comparado entre todos os grupos. A preferência alimentar, a preferência condicionada por lugar induzida por alimento palatável, assim como a fosforilação da enzima tirosina hidroxilase e os níveis de receptores D2 no núcleo acumbens foram comparados entre os grupos de interesse (Adlib_Adlib e FR_Adlib). Nos humanos, 75 jovens, classificados quanto à RCIU, participaram de avaliação antropométrica, bioquímica e de comportamento alimentar (teste de escolha alimentar, no qual todos recebiam um valor monetário para compra de um lanche, e Dutch Eating Behaviour Questionnaire, DEBQ). Dados de neuroimagem funcional em repouso entre regiões relacionadas à recompensa de 28 indivíduos foram processados e analisados, de um total de 43 exames realizados. Resultados: No estudo experimental, viu-se que o consumo de ração padrão não foi diferente entre os grupos. Ratos restritos apresentaram preferência pela dieta palatável, mas menor condicionamento de preferência ao lugar associado ao alimento palatável. A fosforilação da tirosina hidroxilase no núcleo acumbens foi maior nestes animais no estado basal, mas após exposição ao doce essa diferença entre os grupos permaneceu apenas nos machos. A RCIU também se associou a menores níveis de receptores D2 no núcleo acumbens. No estudo clínico, encontrou-se que a menor razão de crescimento fetal (indicativo de maior RCIU) e alto índice de massa corporal predizem um estilo alimentar restritivo visto pelo DEBQ. Pessoas nascidas com RCIU também usaram menor quantidade do um recurso financeiro oferecido no teste de escolha alimentar após um período de jejum. Os dados de neuroimagem funcional sugerem que os indivíduos restritos apresentam um padrão de conectividade em repouso alterado entre o córtex orbito-frontal, o estriado ventral/dorsal e a amígdala. Conclusão: A RCIU esteve associada com preferência por alimentos palatáveis e alterações no sistema dopaminérgico no estudo experimental e alterações da conectividade em repouso entre áreas do sistema mesocorticolímbico no estudo clínico. As alterações observadas no sistema dopaminérgico dos animais restritos indicam que esse sistema estaria envolvido na programação da preferência alimentar nesses indivíduos. Além disso, o padrão de conectividade em repouso observado nos indivíduos restritos sugere que alterações em determinadas regiões do sistema de recompensa poderiam estar associadas com mudanças no comportamento alimentar. As alterações neurocomportamentais observadas confirmam a existência de programação fetal do comportamento alimentar pela RCIU, apontando modificações persistentes no sistema de recompensa do cérebro, o que pode ser visto como um fator de risco para o desenvolvimento de obesidade e suas comorbidades. / Introduction: Fetal environment changes can lead to adaptations that are associated with increased risk for obesity, cardiovascular disease, hypertension and diabetes in adult life. Evidence suggests that intrauterine growth restriction (IUGR) can persistently program the subject’s preference for palatable foods. It is believed that feeding behavior alterations can explain, at least in part, the increased risk for chronic diseases in IUGR individuals. Therefore, it becomes important to understand the factors and mechanisms involved in this behavior. The aim of this study was to explore how IUGR affects feeding behavior of animals and humans, as well as to verify the potential mechanisms related to this behavioral programming. Methods: Time-mated pregnant Sprague-Dawley rats were randomly allocated to Control (receiving standard chow ad libitum) or 50% food restricted (FR), receiving 50% of the ad libitum-fed dam’s habitual intake. These diets were provided from day 10 of pregnancy throughout day 21 of lactation. Within 24 hours after birth, pups were crossfostered, forming four groups: Adlib_Adlib, FR_Adlib, FR_FR, Adlib_FR. Standard chow consumption was compared between all groups. Food preference, conditioned place preference to a palatable diet, and the nucleus accumbens tyrosine hydroxylase phosphorylation and D2 receptor levels were analyzed focusing on two groups of interest (Adlib_Adlib and FR_Adlib). In humans, 75 youths were classified regarding IUGR and had anthropometric data, biochemical data, and feeding behavior (food choice task, in which everyone received a monetary value to purchase a snack, and Dutch Eating Behaviour Questionnaire) assessed. Forty three neuroimaging exams were performed and resting state functional connectivity between brain regions related to reward of 28 individuals were processed and analyzed. Results: In the experimental study, standard chow consumption was not different between groups. IUGR adult rats had increased preference for palatable food, but showed less conditioned place preference to a palatable diet compared to controls. At baseline, the accumbal tyrosine hydroxylase phosphorylation was increased in IUGR rats compared to controls. After sweet food exposure, the difference between groups remained only in males. Accumbal D2 receptors levels were decreased in IUGR rats. In the clinical study, it was found that low birth weight ratio (indicative of higher IUGR) and high body mass index predict a restrained eating style as seen by the DEBQ. IUGR individuals used a smaller quantity of a financial resource offered in the food choice task after a fasting period. Resting state functional connectivity data suggest that IUGR individuals had an altered pattern of connectivity between the orbitofrontal cortex, the ventral/dorsal striatum and the amygdala. Conclusion: IUGR was associated with a preference for palatable foods and alterations in the dopaminergic system in the experimental study, as well as changes in the resting state functional connectivity between regions of the mesocorticolimbic pathway in the clinical study. Alterations in the mesolimbic dopaminergic system observed in IUGR rats indicate an important role in the programming of food preferences. Moreover, the IUGR pattern of brain connectivity observed suggests that alterations in certain regions involved in reward processing and evaluation could be associated with changes in eating behavior. Neurobehavioral changes observed confirmed the existence of a fetal programming of feeding behavior associated with IUGR, pointing out to persistent modifications in the brain reward system, which can be seen as a risk factor for the development of obesity and its comorbidities.

Introdução: Alterações no ambiente fetal conferem um risco aumentado para doenças crônicas como obesidade, doença cardiovascular, hipertensão arterial e diabetes tipo 2. As evidências sugerem que a restrição de crescimento intrauterino (RCIU) pode programar de forma persistente as preferências alimentares, e acredita-se que esse tipo de alteração comportamental, pode explicar, pelo menos em parte, o aumento do risco para essas doenças em indivíduos que sofreram RCIU. Portanto, torna-se importante entender os fatores associados e mecanismos envolvidos nesse comportamento. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da RCIU no comportamento alimentar em animais e humanos, assim como os possíveis mecanismos envolvidos na sua programação. Métodos: Ratas Sprague Dawley prenhes foram randomizadas para o grupo controle (Adlib), que recebeu dieta padrão ad libitum ou grupo restrição 50% (FR), que recebeu 50% do consumo habitual de genitoras alimentadas ad libitum. As dietas foram oferecidas a partir do dia 10 de gestação até o dia 21 de lactação. Em até 24h após o nascimento, foi realizada a adoção cruzada formando os grupos: Adlib_Adlib, FR_Adlib, FR_FR, Adlib_FR. O consumo de ração padrão foi comparado entre todos os grupos. A preferência alimentar, a preferência condicionada por lugar induzida por alimento palatável, assim como a fosforilação da enzima tirosina hidroxilase e os níveis de receptores D2 no núcleo acumbens foram comparados entre os grupos de interesse (Adlib_Adlib e FR_Adlib). Nos humanos, 75 jovens, classificados quanto à RCIU, participaram de avaliação antropométrica, bioquímica e de comportamento alimentar (teste de escolha alimentar, no qual todos recebiam um valor monetário para compra de um lanche, e Dutch Eating Behaviour Questionnaire, DEBQ). Dados de neuroimagem funcional em repouso entre regiões relacionadas à recompensa de 28 indivíduos foram processados e analisados, de um total de 43 exames realizados. Resultados: No estudo experimental, viu-se que o consumo de ração padrão não foi diferente entre os grupos. Ratos restritos apresentaram preferência pela dieta palatável, mas menor condicionamento de preferência ao lugar associado ao alimento palatável. A fosforilação da tirosina hidroxilase no núcleo acumbens foi maior nestes animais no estado basal, mas após exposição ao doce essa diferença entre os grupos permaneceu apenas nos machos. A RCIU também se associou a menores níveis de receptores D2 no núcleo acumbens. No estudo clínico, encontrou-se que a menor razão de crescimento fetal (indicativo de maior RCIU) e alto índice de massa corporal predizem um estilo alimentar restritivo visto pelo DEBQ. Pessoas nascidas com RCIU também usaram menor quantidade do um recurso financeiro oferecido no teste de escolha alimentar após um período de jejum. Os dados de neuroimagem funcional sugerem que os indivíduos restritos apresentam um padrão de conectividade em repouso alterado entre o córtex orbito-frontal, o estriado ventral/dorsal e a amígdala. Conclusão: A RCIU esteve associada com preferência por alimentos palatáveis e alterações no sistema dopaminérgico no estudo experimental e alterações da conectividade em repouso entre áreas do sistema mesocorticolímbico no estudo clínico. As alterações observadas no sistema dopaminérgico dos animais restritos indicam que esse sistema estaria envolvido na programação da preferência alimentar nesses indivíduos. Além disso, o padrão de conectividade em repouso observado nos indivíduos restritos sugere que alterações em determinadas regiões do sistema de recompensa poderiam estar associadas com mudanças no comportamento alimentar. As alterações neurocomportamentais observadas confirmam a existência de programação fetal do comportamento alimentar pela RCIU, apontando modificações persistentes no sistema de recompensa do cérebro, o que pode ser visto como um fator de risco para o desenvolvimento de obesidade e suas comorbidades. / Introduction: Fetal environment changes can lead to adaptations that are associated with increased risk for obesity, cardiovascular disease, hypertension and diabetes in adult life. Evidence suggests that intrauterine growth restriction (IUGR) can persistently program the subject’s preference for palatable foods. It is believed that feeding behavior alterations can explain, at least in part, the increased risk for chronic diseases in IUGR individuals. Therefore, it becomes important to understand the factors and mechanisms involved in this behavior. The aim of this study was to explore how IUGR affects feeding behavior of animals and humans, as well as to verify the potential mechanisms related to this behavioral programming. Methods: Time-mated pregnant Sprague-Dawley rats were randomly allocated to Control (receiving standard chow ad libitum) or 50% food restricted (FR), receiving 50% of the ad libitum-fed dam’s habitual intake. These diets were provided from day 10 of pregnancy throughout day 21 of lactation. Within 24 hours after birth, pups were crossfostered, forming four groups: Adlib_Adlib, FR_Adlib, FR_FR, Adlib_FR. Standard chow consumption was compared between all groups. Food preference, conditioned place preference to a palatable diet, and the nucleus accumbens tyrosine hydroxylase phosphorylation and D2 receptor levels were analyzed focusing on two groups of interest (Adlib_Adlib and FR_Adlib). In humans, 75 youths were classified regarding IUGR and had anthropometric data, biochemical data, and feeding behavior (food choice task, in which everyone received a monetary value to purchase a snack, and Dutch Eating Behaviour Questionnaire) assessed. Forty three neuroimaging exams were performed and resting state functional connectivity between brain regions related to reward of 28 individuals were processed and analyzed. Results: In the experimental study, standard chow consumption was not different between groups. IUGR adult rats had increased preference for palatable food, but showed less conditioned place preference to a palatable diet compared to controls. At baseline, the accumbal tyrosine hydroxylase phosphorylation was increased in IUGR rats compared to controls. After sweet food exposure, the difference between groups remained only in males. Accumbal D2 receptors levels were decreased in IUGR rats. In the clinical study, it was found that low birth weight ratio (indicative of higher IUGR) and high body mass index predict a restrained eating style as seen by the DEBQ. IUGR individuals used a smaller quantity of a financial resource offered in the food choice task after a fasting period. Resting state functional connectivity data suggest that IUGR individuals had an altered pattern of connectivity between the orbitofrontal cortex, the ventral/dorsal striatum and the amygdala. Conclusion: IUGR was associated with a preference for palatable foods and alterations in the dopaminergic system in the experimental study, as well as changes in the resting state functional connectivity between regions of the mesocorticolimbic pathway in the clinical study. Alterations in the mesolimbic dopaminergic system observed in IUGR rats indicate an important role in the programming of food preferences. Moreover, the IUGR pattern of brain connectivity observed suggests that alterations in certain regions involved in reward processing and evaluation could be associated with changes in eating behavior. Neurobehavioral changes observed confirmed the existence of a fetal programming of feeding behavior associated with IUGR, pointing out to persistent modifications in the brain reward system, which can be seen as a risk factor for the development of obesity and its comorbidities.

The purpose of this research project was to elucidate the molecular interactions and detail the signaling pathways in obstetric pathologies. This work first seeks to understand inflammation related complications relevant to obstetrics. Prior research in our lab identified the implications of the receptor of advanced glycation end products (RAGE) during inflammatory response in the placenta. Current work identified the presence of DNA double-strand breaks (DNA-DSBs) in inflammation associated pregnancy complications of preeclampsia (PE) and preterm labor (PTL) and demonstrated the positive role of RAGE in repairing the damage. The confluent relevance of disrupted mitochondrial function and inflammation has been recognized in the etiology of numerous chronic diseases. Our current studies aim to understand the connections between energy metabolism and inflammation in pathologies of pregnancy complications. Previous research conducted in our laboratory has demonstrated the mediation of the Gas6/Axl pathway on the mechanistic target of rapamycin (mTOR), an important metabolic molecule. We observed the negative regulation of Gas6 treatment on the mTOR pathway and its negative effects on trophoblast cell invasion. In the current study looking at the aspect of energy regulation, we identified the activation of placental mTOR in gestational diabetes mellitus (GDM) and its decrease during PE and intrauterine growth restriction (IUGR). We further evaluated the regulation of mTOR on its downstream effector pyruvate kinase M2 (PKM2). We found that inhibition of mTOR decreased PKM2 activation; while PKM2 activation positively regulated trophoblastic invasion and rescued negative effects observed in our second-hand smoke IUGR murine model. Our work has opened a new direction of placental research, especially in pregnancy complications stemming from genomic instability. We also clarified details of mTOR and PKM2 meditated metabolic signaling that are crucial for future investigation on the dynamic metabolic regulation during pregnancy.

This thesis will be organized into two chapters discussing the role of hypoxia in the human placenta. The goal of this thesis is to characterize pyruvate kinase M2, mammalian target of rapamycin, mitochondrial function, and cell invasion in hypoxic conditions in the trophoblast. Understanding the mechanisms of placental metabolism can lead to further treatments for placental diseases. Chapter one covers the background of intrauterine growth restriction, hypoxia, placental metabolism, and pyruvate kinase M2 (PKM2). Little is currently understood about the role of the mitochondria in placental diseases. Expression of PKM2, trophoblast cell invasion, and mitochondrial function is shown to be inhibited by hypoxia. PKM2 inhibition decreases trophoblast cell invasion and nuclear expression of PKM2, but increases mitochondrial function. Studying how hypoxia affects the placenta during placental diseases can help clarify the mechanisms by which these diseases occur. Chapter two further characterizes the background of intrauterine growth restriction and hypoxia. It also covers the background of mammalian target of rapamycin. The objective of this chapter was to assess activated mTOR in the trophoblast in hypoxia. Decreased placental and fetal weights, as well as trophoblast cell invasion were observed in hypoxia. A decrease in the activation of mTOR was also found in the hypoxic placenta. This study could provide insight into the physiological relevance of the pathways and could be targeted to help alleviate placental diseases.

Cold shock Y-box binding protein-1 (YB-1) coordinates several molecular processes between the nucleus and the cytoplasm and plays a crucial role in cell function. Moreover, it is involved in cancer progression, invasion, and metastasis. As trophoblast cells share similar characteristics with cancer cells, we hypothesized that YB-1 might also be necessary for trophoblast functionality. In samples of patients with intrauterine growth restriction, YB-1 mRNA levels were decreased, while they were increased in preeclampsia and unchanged in spontaneous abortions when compared to normal pregnant controls. Studies with overexpression and downregulation of YB-1 were performed to assess the key trophoblast processes in two trophoblast cell lines HTR8/SVneo and JEG3. Overexpression of YB-1 or exposure of trophoblast cells to recombinant YB-1 caused enhanced proliferation, while knockdown of YB-1 lead to proliferative disadvantage in JEG3 or HTR8/SVneo cells. The invasion and migration properties were affected at different degrees among the trophoblast cell lines. Trophoblast expression of genes mediating migration, invasion, apoptosis, and inflammation was altered upon YB-1 downregulation. Moreover, IL-6 secretion was excessively increased in HTR8/SVneo. Ultimately, YB-1 directly binds to NF-κB enhancer mark in HTR8/SVneo cells. Our data show that YB-1 protein is important for trophoblast cell functioning and, when downregulated, leads to trophoblast disadvantage that at least in part is mediated by NF-κB.

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LEITE, F. Influência da restrição de crescimento intra-uterino na idade da menarca: estudo da coorte de nascidos vivos de Ribeirão Preto de 1978/9. 2008. 85 p. Dissertação (Mestrado) apresentada à Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto/USP. A idade da menarca é um marco da puberdade e, quando antecipada, parece estar associada a um maior risco de desenvolvimento de câncer de mama, síndrome metabólica e obesidade. É possível que alterações no ambiente intrauterino, como a restrição de crescimento do feto, levem a interferências no sistema hipotálamo-hipófise-gonadal resultando em alterações na idade da menarca. Em vista da controvérsia dos fatores que influenciam na idade da menarca, este estudo testou a hipótese da associação entre restrição de crescimento intra-uterino (baixo peso ao nascer, pequeno para idade gestacional, restrição intra-uterina de Kramer) e antecipação da idade da menarca. Em uma sub-amostra foi testada a possível interação entre a restrição de crescimento intra-uterino e o índice de massa corpórea. Para esse estudo foram utilizadas informações coletadas nos seguimentos de 1987/9 e 2004/5 de 1056 meninas nascidas em Ribeirão Preto, provenientes do estudo de coorte dos nascidos vivos em Ribeirão Preto de 1978/9. Menarca antecipada foi definida como primeiro sangramento vaginal ocorrido antes dos 12 anos de idade. Análise univariada foi seguida de análise bivariada e multivariada por meio de modelo generalizado empregando distribuição de Poisson para estimativa de riscos relativos e erro padrão por meio de método robusto. Os fatores de confusão controlados foram idade, escolaridade e situação conjugal da mãe, número de irmãos, comprimento ao nascer, prematuridade e índice de massa corpórea (apenas para a subamostra). Em média, a menarca ocorreu aos 12,3 anos (DP=1,5). A ocorrência de menarca antecipada foi de 27,7% (n= 293) para a coorte inteira e de 29,1% (n= 172) na sub-amostra. Foi encontrada associação negativa entre restrição de crescimento intra-uterino, seja representado por baixo peso ao nascer (Risco Relativo, RR= 0,47; Intervalo de Confiança de 95%, IC95%: 0,26-0,84), pequeno para idade gestacional (RR = 0,57;IC95%:0,37-0,89) ou restrição de Kramer (RR= 0,65; IC95%:0,47-0,92), com a antecipação da idade da menarca. Os resultados foram semelhantes na análise da sub-amostra, porém sem significância estatística. Quando o índice de massa corpórea foi considerado na análise da sub-amostra, não houve modificação dos resultados. Desta forma, este estudo demonstrou associação negativa entre restrição de crescimento intra-uterino e antecipação da idade da menarca, ou seja, a restrição de crescimento foi fator de proteção da menarca antecipada. / LEITE, F. Influence of intrauterine growth restriction on the age of menarche: the cohort study of live births of Ribeirao Preto in 1978/9. 2008. 85 p. Dissertation (Master) submitted to the Faculty of Medicine of Ribeirao Preto/USP. This study tested the hypothesis of association between intrauterine growth restriction and early age of menarche. For this study, follow-up data (n = 1056) from the population based livebirth cohort study of Ribeirao Preto of 19789 were analyzed. Early menarche was defined as having the first menstrual event before 12 years-old and intrauterine growth restriction was defined by three measurements: low birthweight (< 2500grs), small for gestational age (< 10% Williams growth curve) and fetal growth ratio (< 0.85 mean weight for gestational age). Relative risks were estimated by generalized estimation equations (Poisson distribution) with robust method for estimation of standard errors. Analyzes were adjusted for maternal age, education and marital status, number of siblings, birth length and preterm. Body mass index was tested as intervenient or interaction factor in a subsample of the cohort examined at 9 yrs-old. The mean age of menarche was 12.3 years (Standard Deviation = 1.5). Early menarche was observed for 27.7% for the entire cohort and 29.1% for the sub-sample. Negative association was observed between intrauterine growth restriction and early menarche. The adjusted relative risks and respective confidence intervals (95% CI) for low birth weight, small for gestational age and fetal growth ratio were respectively: 0.47 (95% CI: 0.26-0.84), 0.57 (95% CI: 0,37-0,89), and 0.65 (95%CI: 0,47-0, 92). No evidence that body mass index was an intermediate or interaction factor was observed. Thus, this study showed a negative association between intrauterine growth restriction and anticipation of age of menarche.

Introdução: O comportamento motor é primordial e se manifesta em todas as fases da vida. No entanto, algumas crianças apresentam atrasos marcantes na aquisição de habilidades motoras que podem acarretar em dificuldades futuras. Evidências da literatura têm sugerido que os fatores presentes no período pré-natal e de nascimento, tais como a restrição do crescimento intrauterino (RCIU) e o nascimento pré-termo (PT) podem atuar de maneira significativa no curso do desenvolvimento motor (DM) ao longo do tempo. Contudo, os resultados apresentados por estudos que investigaram o impacto do PT, RCIU e da associação PT e RCIU no DM ainda são contraditórios, merecendo mais investigações. Objetivo: Investigar o efeito das condições de nascimento PT e/ou RCIU no DM infantil. Método: Foram estudadas 1006 crianças pertencentes a uma coorte iniciada durante o pré-natal (22-25 semanas de gestação) em 2010, acompanhada no nascimento e reavaliada no segundo ano de vida em 2011/2013. As crianças foram classificadas em T-NRCIU (termo e não restrito); T-RCIU (termo + restrição do crescimento intrauterino); PT-NRCIU (pré-termo + não restrito) e PT-RCIU (pré-termo + restrição do crescimento intrauterino) para verificar o efeito do PT, RCIU e associações das condições (PT-RCIU) no desempenho motor. Por meio da bateria de testes \"Bayley Scales of Infant and Toddler Development Third Edition - screening\" foi avaliado o desempenho obtido na subescala motora fina (SMF) e motora grossa (SMG). Utilizou-se modelo de regressão linear múltipla para verificar associação entre PT e/ou RCIU com o escore de desempenho motor e calculou-se o risco relativo por meio de modelo de regressão de Poisson para verificar a associação entre as condições de nascimento e a classificação motora. Os modelos foram ajustados para as covariáveis maternas (hipertensão e/ou diabetes gestacional, utilização de álcool e/ou tabaco na gestação, nível de atividade física, escolaridade, idade e classe econômica) e da criança (crescimento fetal e sexo). Resultados: As crianças do grupo PT-RCIU apresentaram escores inferiores ao do grupo T-NRCIU nas SMF (coeficiente ? = -2,54, IC 95% -3,78; -1,30, p<0,001) e SMG (? = -1,62, IC95% -2,77; -0,47, p=0,006). Ainda, o grupo PT-RCIU esteve associado a maiores riscos de atrasos no desenvolvimento de habilidade motora fina (RR = 3,04, IC95% 1,36; 6,78, p=0,007) e grossa (RR = 2,97, IC95% 1,38; 6,40, p=0,005). Para os demais grupos, não foram observadas diferenças em relação ao grupo de referência. Conclusão: A RCIU e a prematuridade, desassociadas, não estiveram relacionadas ao baixo desempenho e aos atrasos motores. No entanto, a associação das duas condições, PT e RCIU, influenciou negativamente o desempenho motor e aumentou os riscos de atrasos motores no segundo ano de vida. / Introduction: The motor behavior is paramount and manifests itself in all phases of life. However, some children have marked delays in acquiring motor skills that may lead to future difficulties. Evidence from the literature has suggested that prenatal and birth factors such as intrauterine growth restriction (IUGR) and preterm birth (PT) may play a significant role in the course of motor development (MD). However, the results presented by studies investigating the impact of PT, IUGR and PT and IUGR association in MD are still contradictory, deserving further investigation. Objective: to investigate the effect of PT and / or IUGR on infant motor development (fine and gross motor skills) among 2 years old children. Method: We studied 1006 children belonging to a cohort started during the prenatal evaluation (22nd - 25th weeks gestational age), followed at birth in 2010 and reexamined in the second year of life in 2011/2013. The children were classified in T-NIUGR (term and not restricted); T-IUGR (term + intrauterine growth restriction); PT-NIUGR (preterm + not restricted) and PT-IUGR (preterm + intrauterine growth restriction) to verify the interaction between PT and IUGR in the infant motor performance. The performance of the fine motor (SMF) and gross motor subscale (SMG) was evaluated using the Bayley Scales of Infant and Toddler Development Third Edition screening. A multiple linear regression model was used to verify the association between PT and IUGR with the motor performance score and the relative risk was calculated using a Poisson regression model to verify the association between the birth conditions and the motor classification. The models were adjusted for maternal covariables (hypertension and / or gestational diabetes, alcohol and / or tobacco use during gestation, physical activity level, schooling, age and economic class) and the child (fetal growth and sex). Results: The children in the PT-IUGR group had lower motor performance than the T-NIUGR group in SMF (coefficient ? = -2.54, CI 95% -3.78, -1.30, p <0.001) and SMG ? = -1.62, 95% CI -2.77, -0.47, p = 0.006). Furthermore, the PT-IUGR group was associated with greater risks of delays in the development of fine motor skills (RR = 3.04, 95% CI 1.36; 6.78, p=0.007) and gross motor skills (RR = 2.97, 95% CI, 1.38; 6.40, p = 0.005). No difference could be observed between the other groups and T-NIUGR. Conclusion: The isolated effect of IUGR and prematurity, were not associated with poor performance and motor delays. However, the association of the two conditions, PT and IUGR, negatively influenced motor performance and increased the risk of motor delays in the second year of life.