One of the most important medical and public health issues of today is obesity, defined as abnormal and excess fat accumulation. Obesity is linked to many health problems including metabolic syndrome (MS), hypertension, type II diabetes mellitus (T2DM), and cardiovascular disease (CVD). Recently, the incidence of these conditions has surged to epidemic proportions, especially in Western societies. Research has also linked obesity to cancer and osteoarthritis. Preventing, diagnosing, and treating obesity is challenging. The diagnosis of obesity is often unclear when it is made with generalized criteria such as the Body Mass Index (BMI). Obesity interventions generally include the often difficult lifestyle change to healthy diets and adequate exercise, which depends heavily upon patient compliance and discipline. Today's society is pushing for the discovery of a shortcut or of a "magic pill" to cure obesity. Consequently, many studies aim to identify therapeutic targets. The majority of current obesity research is focused on discovering and revealing the underlying mechanisms and genetic risk factors. Certain stages of development, such as childhood, are especially susceptible times to be exposed to stressors that lead to obesity. A developing concept is the intergenerational transmission of risk of obesity through epigenetics. Epigenetics is the study of the heritable changes in gene regulation and expression not caused by mutations or changes in DNA sequence. A person's genes may increase or decrease his or her susceptibility to obesity. In addition to genetic inheritance, parents may pass non-genetic alterations to their children. Changes can be mediated through methylation of deoxyribonucleic acids (DNA) and modifications to histones. These epigenetic changes may alter gene expression patterns and "program" offspring towards developing chronic metabolic disease. Many models have begun to show the effects of environmental perturbations on individuals and on several generations of future descendants. This review will analyze the current literature on obesity and evaluate this rapidly evolving field. Current obesity preventions and treatments will be surveyed. In addition, the relative impact of different contributors to obesity risk will be examined. The crossover between obesity and epigenetics may provide a deeper understanding of disease risk and developmental origins. Future directions of study will be proposed such as large-scale prospective studies to further characterize intergenerational transmission of risk.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2018-05-23T13:33:23Z No. of bitstreams: 2 Bruna Juliana Zancanaro Frizon.pdf: 1044725 bytes, checksum: 2ea0da1609bfc95a424d9dc452e0e7da (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T13:33:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Bruna Juliana Zancanaro Frizon.pdf: 1044725 bytes, checksum: 2ea0da1609bfc95a424d9dc452e0e7da (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Maternal nutritional, hormonal and metabolic status has direct implications on the development of the intrauterine infant and influence the child's health status throughout childhood and adulthood, an event defined as metabolic programming. Considering that preterm newborns (NBs) are more likely to develop several diseases throughout their life, the following questions arise: Are the maternal metabolic and anthropometric conditions determinant for the blood glucose (Glu) of the preterm newborn at birth and at six months of corrected age (6m CA)? The metabolic condition in mothers with preterm birth (PP) and their respective PTNB differ from mothers with term delivery (TA) and their respective term newborns (TNB)? Therefore, the objectives are: i) To establish whether there is a difference between maternal and infant metabolic status, between TNB and PTNB. ii) Identify whether the maternal metabolic and anthropometric status are correlated to the glycemic, lipidic and insulinemic profile in preterm birth and 6m CA. For that, a quantitative study of observational, longitudinal, prospective type was performed. The sample consisted of mothers and their respective PTNB who remained in the Neonatal Intensive Care Unit (NICU) of the Hospital Universitário do Oeste do Paraná (HUOP), which were compared to the control group, composed of newborns and their respective mothers. Anthropometric parameters (body weight, height and Body Mass Index (BMI) and biochemical plasma levels (Gli, triglycerides (TG), cholesterol (CT) and insulin (INS)) were evaluated. Maternal samples were collected between 24 and 48 hours after delivery and of the babies between 24 and 72 hours after, which was associated with a lower mean age, weight gain and BMI, accompanied by lower plasma levels of CT in relation to TNB mothers (p <0.05). PTNB presented higher Ins and Glu, accompanied by lower CT and TG at birth compared to TNB (p <0.05). At 6 months of CA only the TNB Glu remained higher than in TNB (p <0.05). Linear regression, it was demonstrated that body weight gain and maternal metabolism influenced the blood Glu of the preterm infants at birth and at 6m CA. While the greater maternal weight gain alone is related to lower blood glucose in the PTNB, the association of higher maternal weight gain with higher maternal Glu or TG results in increases in blood Glu in PTNB. At 6 m CA greater Glu or higher maternal TG are related to higher plasma Glu levels in PTNB suggesting that the maternal health condition at the time of delivery has effects on the Glu of premature at birth and early childhood. These findings reinforce the concept of metabolic programming by providing subsidies for new clinical behaviors and appropriate monitoring of pregnant and PTNB in order to avoid the installation of pathological conditions, especially diseases that break glycemic homeostasis, such as diabetes. / O estado nutricional, hormonal e metabólico materno tem implicações diretas sobre o desenvolvimento do bebê intra-utero e influencia o estado de saúde da criança ao longo da infância e na vida adulta, um evento definido como programação metabólica. Considerando que Recém-nascidos Prematuros (RNPT) apresentam maiores chances de desenvolver diversas doenças ao longo da vida, surgem as seguintes questões: São as condições metabólicas e antropométricas maternas determinantes para a glicemia (Gli) do RNPT ao nascimento e aos seis meses de idade corrigida (6m IC)? A condição metabólica em mães com parto prematuro (PP) e seus respectivos RNPT difere de mães com parto a Termo (AT) e seus respectivos Recém-Nascidos a Termo (RNAT). Para tanto, teve-se como objetivos: i) Estabelecer se há diferença entre o estado metabólico materno e do bebê, entre RNAT e RNPT; ii) Identificar se o estado metabólico e antropométrico materno estavam correlacionados ao perfil glicêmico, lipídico e insulinêmico em RNPT ao nascimento e aos 6m IC. Para tal foi realizado estudo quantitativo do tipo observacional, longitudinal, prospectivo. A amostra foi constituída de mães e seus respectivos RNPT que permanecerem na Unidade de Terapia Intensiva Neonatal (UTIN) do Hospital Universitário do Oeste do Paraná (HUOP) os quais foram comparados ao grupo controle, composto por RNAT e suas respectivas mães. Foram avaliados parâmetros antropométricos (peso corporal, estatura e Índice de massa Corporea (IMC) e plasmáticos bioquímicos como: Gli, Triglicerídeos (TG), Colesterol (CT) e Insulina (Ins). Amostras maternas foram coletadas na internação no pré-parto e dos bebês entre as 24-72h após o nascimento e também no retorno aos 6m de IC. Mães de RNPT apresentaram menor média de idade, ganho de peso e de IMC, acompanhado de menor CT em relação a Mães de RNAT (p<0,05). RNPT apresentaram maior Ins e Gli, acompanhado de menor CT e TG ao nascer comparado aos RNAT (p<0,05). Aos 6 m de IC apenas a Gli dos RNPT continuou maior que em RNAT (p<0,05). Usando modelo de regressão linear, foi demonstrado que o ganho de peso corporal e o metabolismo materno influenciaram a Gli dos RNPT ao nascer e aos 6 m de CA. Enquanto o maior ganho de peso materno isoladamente está relacionado à menor Gli do RNPT, a associação de maior ganho de peso materno com maior Gli ou TG materno resultam em aumentos da Gli no RNPT. Aos 6m de IC a maior Gli ou maior TG materno estão relacionados a maiores níveis plasmáticos de gli no RNPT, sugerindo que a condição de saúde materna no momento do parto tem efeitos sobre a Gli do RNPT ao nascer e na infância precoce. Estes achados reforçam o conceito de programação metabólica servindo de subsídios para novas condutas clínicas e o monitoramento apropriado da gestante e do RNPT no intuito de evitar a instalação de quadros patológicos, em especial doenças que rompem a homeostase glicêmica, como é o caso do diabetes.

A leptina é um hormônio essencial para o controle do balanço energético em adultos, por meio de sua ação em populações específicas de neurônios que expressam o receptor de leptina (Lepr). Atualmente, a obesidade e o sobrepeso constituem a quinta causa de morte no mundo, e no Brasil, pela primeira vez, mais da metade da população tem sobrepeso ou obesidade. A maioria dos obesos apresenta resistência à ação da leptina. Porém, alguns estudos sugerem que no período neonatal e infância a leptina possui funções fisiológicas distintas das observadas em adultos, relacionadas com o desenvolvimento neuronal. Por exemplo, peso excessivo no nascimento ou obesidade infantil está relacionado com alta incidência futura de doenças metabólicas. Nesses casos, é possível que a função da leptina durante o desenvolvimento esteja alterada, representando um dos possíveis mecanismos do chamado fetal programming. O objetivo desse estudo é compreender melhor as funções da leptina durante o desenvolvimento e as consequências no adulto da sua ausência neste período. Geramos e validamos camundongos geneticamente modificados com o sistema Cre-LoxP induzível por tamoxifeno. Para tanto, utilizamos camundongos Ubiquitina-C-CreERT2 que apresentam atividade da enzima Cre Recombinase em todas as células do corpo mediante o tratamento com tamoxifeno. Este camundongo foi acasalado com outro que apresenta um bloqueador de transcrição, flanqueado por sítios LoxP, downstream o gene Lepr. O resultado desse cruzamento é um animal deficiente do Lepr (LepRNull), porém até ser tratado com tamoxifeno. Animais adultos tratados com tamoxifeno recuperaram algumas funções fisiológicas em comparação com os controles magros, mas outras permaneceram total ou parcialmente alteradas. No balanço energético, recuperaram o consumo alimentar e reverteram do fenótipo obeso, porém permaneceram mais pesados que os controles magros e com menor gasto energético basal e atividade locomotora voluntária. A adiposidade diminuiu significativamente, mas não foi completamente restaurada. Apresentaram melhor tolerância à glicose que os controles magros, menor sensibilidade à insulina e maior insulinemia. As projeções hipotalâmicas através das quais a leptina regula o metabolismo energético estão diminuídas no grupo LepRNull e foram completamente restauradas nos animais reativados, os quais também recuperaram a capacidade de responder agudamente à leptina. A falta de leptina no desenvolvimento levou os animais LepRNull a terem menor massa encefálica, sendo este parâmetro parcialmente revertido após a reativação. A reativação do Lepr antes do fenótipo de obesidade preveniu as alterações na homeostase glicêmica, porém os animais Ubi-LepRNull ainda tiveram menor gasto energético basal, menor massa encefálica e maior adiposidade. Esses resultados sugerem que a sinalização de leptina durante o crescimento de camundongos é fundamental para o desenvolvimento normal de parâmetros metabólicos e neurológicos, indicando que esses parâmetros podem estar sujeitos à programação metabólica. / Leptin is an essential hormone for energy balance control in adults, through its action on specific neural populations that express its receptor (Lepr). Currently, obesity and overweight constitute the fifth cause of death worldwide and in Brazil, for the first time more than half of its population is overweight. A common feature in obese people is leptin resistance. However, some studies suggest that during neonatal and infancy periods leptin has physiological effects different than those observed in adults, related to neuronal development. For example, excessive weight at birth or childhood obesity is related to higher incidence of metabolic disorders in the future. In these cases, leptins functions in early life might be altered, representing a possible mechanism of fetal programming. The objective of this study is to better understand the functions of leptin during development as well as the long-term consequences of its absence in early life. For this, a LoxP-flanked transcription-blocking cassette was inserted in the Lepr gene to generate mice null for the Lepr. They were bred with animals expressing Cre-ERT2 fusion protein under the human ubiquitin C promoter sequence. Consequently, tamoxifen injections can induce Cre Recombinase activity and restore Lepr gene expression in adult or young Ubi-LepRNull mice. Adult mice treated with tamoxifen recover some physiological functions but others seem to partially recovered or not recovered at all. They recovered food intake and reversed the obese phenotype, but remained heavier, with lower energy expenditure and locomotor activity than lean controls. Adiposity and leptinemia were improved but not restored. Their glycemic control remained altered as well as the reproduction axis in females and males. Brain mass was reduced in obese mice and partially recovered after Lepr reactivation. Reactivation before weaning prevented the obese phenotype and restored glycemic control; however energy expenditure, leptinemia and brain mass remained altered. These results strongly suggest that leptin signaling in early life is fundamental for the development of metabolic and neurological parameters and that metabolic programming might influence those parameters.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Lucas Paula Xavier.pdf: 2302678 bytes, checksum: a0e9c597df36bf49fdcaa1d1a19eee7b (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Metabolic programming is a phenomenon triggered by nutritional and/ or hormonal changes that occur at critical stages of development, such as lactation and may promote metabolic and functional changes that determine the greater predisposition to pathological conditions in adulthood, as obesity and DM2. The work aims to characterize the effect of reducing the number of offspring pups on the biometric parameters, metabolic and histological maternal and offspring at different stages of lactation.On the 3rd day after birth the number of offspring pups was adjusted Normal Litter (NL), and 9 puppies Reduced Litter (RL), 3 puppies. Mothers and Mothers-NL-RL and the puppies and puppies-NL-RL were studied after 7, 14 and 21 day lactation evaluating the metabolic profile, body composition and histological aspects. The results demonstrated decreased food intake Mother-RL in 3 stages of lactation, higher stock of retroperitoneal fat and increased thermogenic activation in brown adipose tissue (BAT). The mammary gland presented a lower degree of alveolar development with increased adiposity, resulting in milk with higher calorie content. Mothers-RL also show a reduction in the size of pancreatic islets, liver weight reduction with increased blood glucose levels. Puppies-RL had higher body weight, obesity, accompanied by increase in BAT and indications of lower thermogenic activity in this sector. Additionally these animals showed less brain and adrenal weight during the progression of lactation. Puppies-RL also have elevated blood glucose and serum protein. Thus, the study confirms that litter reduction during the lactation period promotes maternal morphophysiological changes with effects on body weight and metabolism of offspring, events that can be programming markers and its complications throughout life. / A programação metabólica é um fenômeno desencadeado por alterações nutricionais e/ou hormonais que ocorrem em fases críticas do desenvolvimento, como a lactação, podendo promover mudanças metabólicas e funcionais que determinam a maior predisposição a estados patológicos na vida adulta. O trabalho teve como objetivo caracterizar o efeito da manipulação do número de filhotes da ninhada sobre os parâmetros biométricos, metabólicos e histológicos maternos e sua repercussão sobre a prole em diferentes fases da lactação. No 3º dia após o nascimento o número de filhotes da prole foi ajustado em Ninhada Normal (NN), 9 filhotes e Ninhada Reduzida (NR), 3 filhotes. As Mães-NN e Mães-NR, bem como, os Filhotes-NN e Filhotes-NR foram estudados ao 7º, 14º e 21º dia de lactação avaliando o perfil metabólico, composição corporal e aspectos histológicos. Os resultados demonstraram diminuição de consumo alimentar das Mães-NR, maior estoque de gordura retroperitoneal e menor depósito de gordura no tecido adiposo marrom (TAM). A glândula mamária apresentou menor grau de desenvolvimento alveolar, com aumento da adiposidade, resultando em leite com maior teor calórico. Mães-NR também apresentaram redução no tamanho de ilhotas pancreáticas, redução de peso do fígado, com aumento da glicemia. Filhotes-NR apresentaram maior peso corporal, obesidade, acompanhada de aumento do TAM e indícios de menor atividade termogênica. Adicionalmente estes animais apresentaram menor peso cerebral e adrenal durante a progressão da lactação. Filhotes-NR também apresentaram elevação da glicemia e proteinemia.Deste modo, o estudo confirmou que a redução de ninhada durante o período lactacional promove alterações morfofisiológicas materna com repercussões sobre o peso corporal e metabolismo da prole, eventos que podem ser marcadores de programação e suas complicações ao longo da vida.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLAUDIA CANCIAN.pdf: 3546960 bytes, checksum: 64850f6a21d9697f12768c1f9889281a (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / The excess of adipose tissue associated to pathological states, characterizes obesity and overweight. Recent studies have pointed out that the obesity might originate from hormonal and/or neural changes occurred in critical periods of development. Lactation is considered an important developmental window; nutritional changes in this phase might program the offspring metabolism to determine the installation of obesity in adult life. Within this context, few studies have explored the mother adjustments to the offspring changes. Objective: The objective of this present study was to investigate the mother’s morpho-physiological adaptations promoted by the offspring obesity induced in the lactation period. Methodology: Mothers of two kinds of obesity obtained during lactation were studied. In the hyper-nutrition model of lactation the number of offsprings was manipulated 3 days after birth forming a reduced-litter (NR, 3 offsprings) and normal-litter (NN, 9 offsprings). In the hypothalamic obesity model the offsprings received monosodium glutamate (MSG, 4g/Kg) or saline (CON, control) from the 2nd day after birth for five consecutive days. Thus, 4 groups of mothers were evaluated: Mothers-NR x Mothers-NN;Mothers-MSG x Mothers-CON. All groups had body weight and food intake monitored throughout the lactation period. The litter weight was also evaluated during this period. On the 21st day of lactation, after weaning, the rats were anesthetized and received a dose of oxytocin (5U/I) to stimulate milk ejection. Then the milk was collected and aliquots used for the analysis of composition by the creamatocrit and proteins. Next, the rats were sacrificed and the blood collected for biochemical analysis and the fat deposits were extracted and weighed. Mammal tissue samples, white adipose tissue (WAT), brown adipose tissue (BAT) and pancreas were all submitted to histological procedures, dyed with H&E and analyzed through microscopy. The milk leukocytes content was also evaluated through the histological technique. Data were expressed as mean ± standard error of the mean (sem) and evaluated through the Student t test (p<0,05). Results and Discussion: Mothers-NR presented about 36% reduction in the consumption of food and water. 10% reduction in food intake, without changes in water consumption was observed with the Mothers-MSG. There was no alteration of body weight. However, Mothers-NR and Mothers-MSG presented increase of about 56% and 40%, respectively, in ovary fat content. These changes were followed by retroperitoneal fat adipose hypertrophy, (Mothers-NR 67%, Mothers-MSG 22%). The Mothers-NR presented ovary fat hypertrophy (30%), also presented 28% increase in the number of BAT adipose. Biochemical measurements of plasma revealed that both groups presented increase in glucose (Mothers-NR 33%, Mothers-MSG 35%) triglycerides (Mothers-NR 43%, Mothers-MSG 73%) and insulin (Mothers-NR 46%, Mothers-MSG 69%) when compared to the control groups. However, only the Mothers-NR presented changes followed by increase in the milk calories (32%) and fat content (44%). The Mothers-MSG’s milk presented only increase in the amount of leukocytes (54%). The mammal gland in both groups presented increase in adipose content (Mothers-NR 1215%, Mothers-MSG 41%). Morphological changes were also observed in the endocrine pancreas of both groups. Mothers-MSG’s pancreatic islets presented hypertrophy (69%), while the Mothers-NR’s pancreatic islets presented hypotrophy (24%) in relation to the control groups. Morpho-physiological adjustments observed in this data are probably related to the lower energy demand, promoted by the reduction in the number of offsprings, in the case of Mothers-NR and due to changes of suction provoked in the MSG offsprings by the hypothalamic lesion induced by MSG. Conclusion: Data analysis shows that the offspring manipulation promoted the following mother adaptations: i) increase in body fat content and changes in the lipid profile and mother plasma carbohydrates. ii) changes in the milk composition, with increase in the caloric content. These changes were followed by alteration of the mammal gland morphology. iii) changes in the endocrine pancreas histo-morphology, increasing insulin circulating levels. / O acúmulo excessivo de tecido adiposo associado à estados patológicos, caracteriza a obesidade e sobrepeso. Estudos recentes apontam que a obesidade pode ser oriunda das alterações hormonais e/ou neurais ocorridas em períodos críticos do desenvolvimento. A lactação é considerada uma importante janela do desenvolvimento, alterações nesta fase podem programar o metabolismo do filhote e determinar a instalação de obesidade na vida adulta. Dentro deste contexto, poucos estudos exploram os ajustes maternos frente a de modificações da prole. Objetivo: Deste modo, o objetivo do presente estudo foi investigar as adaptações morfofisiológicas maternas promovidas pela obesidade da prole induzida no período lactacional. Metodologia: Progenitoras de dois modelos de obesidade obtidos durante a lactação foram estudadas. No modelo de hipernutrição lactacional o número de filhotes da prole foi manipulado no 3º dia após o nascimento, formando Ninhada-Reduzida (NR, 3 filhotes) e Ninhada-Normal (NN, 9 filhotes). No modelo de obesidade hipotalâmica, os filhotes receberam no 2º dia após o nascimento glutamato monossódico (MSG, 4g/Kg) ou salina (CON, controles) durante 5 dias consecutivos. Assim, 4 grupos de mães foram avaliadas: Mães-NR versus Mães-NN; Mães-MSG versus Mães-CON. Para todos os grupos foi acompanhado o peso corporal e a ingesta alimentar durante a lactação. O peso das ninhadas também foi avaliado neste período. No 21º de lactação, as ratas foram anestesiadas e receberam uma dose de ocitocina (5U/I) para estimular ejeção do leite. Posteriormente, o leite foi coletado e alíquotas usadas para análises da composição pelo crematócrito e dosagens das proteínas. Em seguida, as ratas foram sacrificadas, o sangue coletado para análises bioquímicas e os depósitos de gordura retirados e pesados. Amostras do tecido mamário, tecido adiposo branco (TAB), tecido adiposo marrom (TAM) e do pâncreas foram submetidas a procedimentos histológicos, coradas com hematoxilina e eosina (H&E) e analisadas sob microscópio de luz. O teor de leucócitos do leite também foi avaliado por técnica histológica. Os dados foram expressos como média ± erro padrão médio (epm) e avaliados pelo teste t de Student (p<0,05). Resultados e Discussão: Mães-NR apresentaram redução de aproximadamente 36% no consumo de ração e água. Redução de 10% na ingesta alimentar, sem alterar o consumo de água também foi observado nas Mães- MSG. Em ambos, o peso corporal não foi afetado. Todavia, Mães-NR e Mães-MSG apresentaram aumentos de aproximadamente 56% e 40%, respectivamente no teor de gordura ovariana. Estas alterações foram acompanhadas de hipertrofia dos adipócitos da gordura retroperitoneal, (Mães-NR 67%, Mães-MSG 22%). As Mães-NR apresentaram hipertrofia (30%) na gordura ovariana e também apresentaram aumento de 28% no número de adipócitos do TAM. Análises bioquímicas do plasma demonstraram que em ambos os grupos ocorreu aumento de glicose (Mães-NR 33%, Mães-MSG 35%), triglicerídeos (Mães-NR 43%, Mães-MSG 73%) e insulina (Mães-NR 46%, Mães-MSG 69%), comparados aos respectivos grupos controles. Todavia, apenas nas Mães-NR estas alterações foram acompanhadas de aumento das calorias do leite (32%) e do teor de gorduras (44%). O leite de Mães-MSG apresentou apenas aumento na quantidade de leucócitos (54%). A glândula mamária de ambos os grupos apresentou aumento no teor de adipócitos (Mães-NR 1215%, Mães-MSG 41%). Alterações morfológicas também foram observadas no pâncreas endócrino de ambos os grupos. Ilhotas pancreáticas de Mães-MSG apresentaram hipertrofia (70%), enquanto ilhotas pancreáticas de Mães-NR apresentaram hipotrofia (24%), em relação aos grupos controles. Os ajustes morfofisiológicos observados em nossos dados provavelmente estão relacionados a menor demanda energética, promovida pela redução do número de filhotes da prole, no caso de Mães-NR e por alterações na sucção provocadas nos filhotes MSG pela lesão hipotalâmica induzida pelo MSG. Conclusão: A análise dos dados demonstra que as manipulações da prole, promoveram as seguintes adaptações maternas: i) Elevação do teor de gordura corporal e alteração do perfil lipídico e de carboidratos do plasma materno. ii) Modificação da composição do leite, aumentando o teor calórico. Estas mudanças são acompanhadas das alterações na morfologia da glândula mamária. iii) alteração da histomorfologia do pâncreas endócrino, elevando os níveis circulantes de insulina.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stefani Valeria Fischer.pdf: 5390038 bytes, checksum: 69f82ae225a669ba7fbb88a3cf4b51b4 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Developmental Windows are critical periods during the development of an organism,hormonal and nutritional interventions in this phase might predispose the organism to certain diseases in adulthood. These events are called imprinting or metabolic programming. The lactation period is considered one of the developmental Windows and changes in this phase might promote obesity and type 2 diabetes in adulthood. This study investigated the effects of regular physical activity on obesity induced by overnutrition in the lactation period and the insulin secretion control in isolated pancreatic islets. Litters of male Wistar rats were standardized to 10 offsprings per litter up to 3-day old, later the litters were readjusted to NN (normal litters) with 9 rats and NR (reduced litters) with 3 rats per litter. When the rats were 21 days old they were weaned and subdivided into sedentary (SED) and exercised (EXE) groups, forming 4 experimental groups: NNSED; NNEXE; NRSED and NREXE. The physical exercise program consisted of 3x/week/30 min. swimming. On the 90th day samples of fat tissue and pancreas were collected for histological analysis. Blood samples were collected for plasmatic biochemical analysis (glucose, triglycerides and cholesterol). The islets were isolated in different incubated glucose concentrations (8.3; 16.7; 20.0 and 28.0 mM) in the presence or absence of acetylcholine (Ach: 0.1; 1; 10; 100 and 1000 μm). The muscarinic receptor M3 and the PLCβ protein expressions were carried out in isolated pancreas islets. Data was expressed as average + average standard error, with variance analysis ANOVA (post Bonferroni test between the selected pairs) and Student’s Test t (p<0,05). NRSED animals developed obesity, with an increase of about 25% in visceral fat deposits. The fasting glucose increased 16.7% in this group without, however, affecting the remaining plasmatic parameters (cholesterol, triglycerides and insulin). White adipocytes and pancreas islets presented hypertrophy in the NRSED animals. Swimming reduced visceral fat deposits in 20% (NNEXE) and 12% (NREXE) and increased brown fat deposits in 106,8% (NN-EXE) and 63,9% (NR-EXE). Additionally, swimming reestablished the glycemia and prevented hypertrophy of white adipocytes and pancreas islets in NR-EXE animals. The pancreas islets of NR-SED rats presented reduction in the insulin secretion stimulated by glucose (33%) and Ach (104%). Islets of NR-EXE animals reestablished the glucose response without correcting the Ach action. The secretor effects were independent from the protein expression. However, in islets of NN-EXE group the lowest response to Ach was followed by the reduction (44.8%) in the M3 expression. Higher caloric intake promoted by the litter reduction during lactation favored obesity, besides leading to changes in the fat tissue and endocrine pancreas. Physical exercise can reduce obesity and reestablish insulin secretion following some stimuli. / Janelas de programação são períodos críticos do desenvolvimento de um organismo, intervenções hormonais ou nutricionais nestas fases podem pré-dispor o organismo a doenças na idade adulta. Estes eventos são denominados de imprinting ou programação metabólica. O período lactacional é considerado uma das janelas de programação, alterações nesta etapa podem promover obesidade e diabetes tipo 2 na idade adulta. O presente trabalho investigou os efeitos do exercício físico regular sobre a obesidade induzida por hiperalimentação lactacional e o controle secretor de insulina em ilhotas pancreáticas isoladas. Ninhadas de ratos Wistar machos foram padronizadas em 10 filhotes por ninhada até o 3º dia de vida, posteriormente as ninhadas foram reajustadas em Ninhadas Normais (NN), 9 filhotes e Ninhadas Reduzidas (NR), 3 filhotes por ninhada. Aos 21 dias os animais foram desmamados e subdivididos em grupos sedentários (SED) e exercitados (EXE), formando 4 grupos experimentais: NNSED; NNEXE; NRSED e NREXE.O protocolo de exercício físico consistiu em natação 3x/semana/30min. Aos 90 dias amostras de tecido adiposo e pâncreas foram retirados para análise histológica. Amostras de sangue foram coletadas para análises bioquímicas plasmáticas (glicose, triglicerídeos e colesterol). As ilhotas foram isoladas e incubadas em diferentes concentrações de glicose (8,3; 16,7; 20,0 e 28,0 mM) na presença ou ausência de acetilcolina (Ach: 0,1; 1; 10; 100 e 1000M). A expressão protéica do receptor muscarínico M3 e da PLCβ foram realizadas em ilhotas pancreáticas isoladas. Os dados foram expressos como média ± erro padrão da média, com análise de variância ANOVA (pós teste Bonferroni entre pares selecionados) e Teste t de Student’s (p<0,05). Animais NRSED desenvolveram obesidade, com aumento de aproximadamente 25% nos depósitos de gordura visceral. A glicemia de jejum aumentou 16,7% neste grupo; sem entretanto, afetar os demais parâmetros plasmáticos (colesterol,triglicerídeos e insulina). Adipócitos brancos e ilhotas pancreáticas apresentaram hipertrofia nos animais NRSED. A natação reduziu os depósitos adiposos viscerais em 20% (NNEXE) e 12% (NREXE) e aumentou os depósitos de gordura marrom em 106,8% (NNEXE) e 63,9% (NREXE). Adicionalmente, a natação restabeleceu a glicemia e evitou a hipertrofia dos adipócitos brancos e das ilhotas pancreáticas nos animais NREXE. Ilhotas pancreáticas de ratos NRSED apresentam redução da secreção de insulina estimulada por glicose (33%) e Ach (104%). Ilhotas de animais NREXE restabeleceram a resposta a glicose sem corrigir a ação da Ach. Os efeitos secretores foram independentes da expressão protéica. Todavia,em ilhotas do grupo NNEXE a menor resposta à Ach foi acompanhada de redução (44,8%) na expressão do M3. O maior aporte calórico promovido pela redução de ninhada no período lactacional favorece a instalação da obesidade, além de induzir alterações no tecido adiposo e pâncreas endócrino. O exercício físico é capaz de atenuar a obesidade e restabelecer a secreção de insulina frente a alguns estímulos.

A reprogramação fenotípica causada por alterações ambientais distintas associada ao alto consumo de frutose na idade adulta poderia contribuir para o agravamento de distúrbios metabólicos. Para avaliar se a exposição pré-natal à dexametasona (DEX) modula os efeitos do consumo de frutose sobre o metabolismo hepático, investigamos a prole masculina nascida de ratas Wistar tratadas ou não com DEX (0,2mg/kg massa corpórea/dia) no 3°período gestacional. As proles de mãe controle (sem tratamento) e mães tratadas com DEX foram mantidas sem frutose (CTL e DEX) ou foram suplementadas com solução de frutose a 10% durante 8 semanas (frutose e DEX+frutose). Tanto os grupos frutose quanto DEX+frutose apresentaram consumo de frutose semelhante, intolerância à glicose e aumento da atividade máxima da enzima glicolítica PFK. Apenas DEX+frutose apresentou aumento dos triglicérides hepáticos e acúmulo de lipídeos intra-hepáticos. Além disso, o grupo DEX+frutose não mostrou expressão aumentada dos genes sec22, mttp e apoB, envolvidos na síntese, montagem e secreção de VLDL; paralelamente, observamos diminuição na concentração de triglicérides em 6 horas após injeção de Tyloxapol comparado ao DEX e frutose. Ainda, apresentou diminuição da expressão de BECLIN1, da expressão gênica de HSP90, e alteração de marcadores moleculares relacionados ao HCC, como diminuição de TP53, P21 e TIGAR, e aumento da expressão de mRNA afp e hsp70. Em conjunto, nossos dados indicam que a exposição à DEX in útero leva a uma resposta metabólica única frente a alta ingestão de frutose na vida adulta. O aumento da gliconeogênese e intolerância à glicose, a redução na produção e secreção de VLDL e o prejuízo no fluxo autofágico estimulam o acúmulo de gotículas lipídicas no fígado que pode favorecer o desenvolvimento de HCC em resposta à alta ingestão de frutose. / Phenotypic programming caused by distinct environmental changes and associated with high fructose consumption in adulthood could contribute to the worsening of metabolic disorders. To evaluate whether prenatal exposure to Dexamethasone (DEX) modulates the effects of fructose consumption on hepatic metabolism, we investigated male offspring born to Wistar rats treated with or without DEX (0.2 mg / kg body weight / day) at 3rd gestational period. The offspring of control (untreated) and DEX treated mothers were maintained without fructose (CTL and DEX) or supplemented with 10% fructose solution for 8 weeks (fructose and DEX+fructose). Both the fructose and DEX+fructose groups showed similar fructose consumption, glucose intolerance and increased maximal activity of the glycolytic enzyme PFK. Only DEX+fructose presented increase in hepatic triglycerides and accumulation of intrahepatic lipids. In addition, the DEX + fructose group did not show increased expression of sec22, mttp and apoB genes involved in the synthesis, assembly and secretion of VLDL; in parallel, we observed a decrease in TG concentration in 6 hours after injection of Tyloxapol, compared to DEX and fructose. In addition, there was a decrease in BECLIN1 expression, HSP90 gene expression, and alteration of HCC-related molecular markers such as TP53, P21 and TIGAR, and increased expression of afp and hsp70 mRNA. Taken together, our data indicate that exposure to DEX in utero leads to a unique metabolic response to high fructose intake in adult life. Increased gluconeogenesis and glucose intolerance, reduction in VLDL production and secretion, and loss of autophagic flow stimulate the accumulation of lipid droplets in the liver, that may favor the development of HCC in response to high fructose intake.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dieta materna hiperlipídica (HF) em roedores ocasiona o desenvolvimento de resistência à insulina e o diabetes mellitus tipo 2 na prole adulta. Camundongos fêmeas foram alimentadas com dieta SC (standard chow) ou HF (hiperlipídica) durante oito semanas anteriores ao acasalamento, durante o período gestacional e metade da lactação. Os filhotes machos foram avaliados ao nascimento (0 dia) e aos 10 dias de idade. Nas progenitoras, foram avaliados o ganho de massa corporal (MC), a pressão arterial (PA), a eficiência alimentar (EA) e o teste oral de tolerância à glicose (TOTG). Na prole, foram avaliadas a evolução da massa corporal (MC), a glicemia, a estrutura da ilhota do pâncreas e a massa de célula-beta. Nas progenitoras, a ganho de massa corporal (MC) e a eficiência alimentar (EA) do grupo HF apresentaram um aumento de 50% em relação ao grupo SC durante o período pré-gestacional e um aumento de 70% do ganho de MC e 250% na EA, durante a gestação (P<0,0001). A pressão arterial e os níveis de corticosterona foram maiores no grupo HF quando comparados ao grupo SC (P=0,001). Em relação à massa corporal das proles, não houve diferença ao nascimento, contudo aos 10 dias de idade o grupo HF apresentou um aumento neste parâmetro, assim como um aumento dos níveis de glicemia e aumento do diâmetro da ilhota em relação ao grupo SC (P<0,001). Ao nascimento, a razão da massa de célula-beta/massa do pâncreas (MCB/MP), foi menor no grupo HF quando comparado ao grupo SC (-54%, P<0,0001), no entanto essa diferença não foi observada aos 10 dias de idade. A MCB/MP foi maior no grupo HF aos 10 dias de idade em relação ao grupo SC (+146%, P<0,0001). Desta forma, sugere-se que a administração de dieta materna hiperlipídica durante o período pré-gestacional, durante a gestação e metade da lactação, culmina em alterações precoces no pâncreas da prole, incluindo um remodelamento e uma hipertrofia da célula-beta, a qual apresenta uma recuperação da massa de célula-beta ao final da organogênese, podendo desta forma afetar a sua função na vida adulta.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste estudo investigamos as consequências da restrição protéica materna durante a lactação sobre a resposta de timócitos da prole jovem de ratos Wistar (grupo D), identificando o papel da leptina nas alterações encontradas. Observamos que, quando comparados ao grupo controle, os animais do grupo D apresentaram, aos 30 dias de vida, uma diminuição significativa tanto do peso corporal quanto do timo. Contudo, não observamos alterações no número de timócitos, no perfil de células CD4/CD8 ou na resposta proliferativa destas células. Sistemicamente, o grupo D não apresentou alterações nos níveis séricos de corticosterona ou no conteúdo nuclear do seu receptor (GR) em timócitos. Apesar dos animais D não apresentarem alterações nos níveis circulantes de leptina, a expressão do seu receptor, ObRb, estava aumentada nos timócitos. Esta alteração foi acompanhada pela amplificação da resposta de sinalização da leptina nestas células, observada por um aumento na ativação de JAK2 e STAT3 após a incubação com leptina. Os timócitos isolados do grupo D apresentaram uma diminuição significativa na taxa de apoptose espontânea quando comparados ao grupo controle. Corroborando estes resultados, demonstramos que os timócitos dos animais D apresentam um aumento na expressão da proteína antiapoptótica Bcl-2 e uma redução da expressão da proteína próapoptótica Bax, além de um maior conteúdo de Pró-caspase-3, entretanto, não encontramos alterações no conteúdo de Bad. Além disso, timócitos do grupo D apresentaram um maior conteúdo da subunidade p65 do NF&#312;B no núcleo, associado a uma menor expressão de I&#312;B&#945; no citoplasma. Finalmente, observamos um aumento na expressão do RNAm para o gene ob (leptina) mas não para o gene db (receptor) no microambiente tímico dos animais D. Em conjunto, nossos dados mostram que a restrição protéica durante a lactação afeta a homeostase tímica, induzindo uma maior atividade de leptina, que protege os timócitos da apoptose na prole jovem, sugerindo que esses animais poderiam ser mais suscetíveis a alterações na resposta imune na vida aduta. / In this study, we investigated the consequences of maternal protein deprivation during lactation on thymocyte responses of the offspring Wistar rats (PD group) and the role of leptin in these alterations. Compared to group C, PD animals showed at 30 days of age, lower body and thymus weights, with no alteration in the thymocyte number or any difference in the profile of T cell subsets, or in their proliferative response. Similar circulating levels of corticosterone and GR nuclear contents were detected in thymic cells of PD or control groups. In contrast, despite the rats from PD group did not present alterations in leptin circulating levels, the expression of leptin receptor ObRb was enhanced in their thymocytes. This change was accompanied by an amplification in leptin signaling response of thymocytes from PD rats, which showed an increase in JAK2 and STAT3 phosphorylation after stimulation with leptin. Moreover, the thymic cells from PD rats presented a decreased rate of spontaneous apoptosis when compared to controls. Accordingly, higher expression of both the anti-apoptotic protein Bcl-2 and Procaspase-3 and lower expression of pro-apoptotic protein Bax were detected in PD thymocytes, however, the pro-apoptotic protein bad expression was similar between the groups. Thymocytes from PD group also exhibited a constitutive higher nuclear content of p65 NFkB associated to a lower IkB content in the cytoplasm. Finally, although there was no change in db genic (leptin receptor) expression in PD thymocytes, a higher expression of mRNA for ob gene (leptin) was observed in the thymic microenvironment from PD animals. Taken together, the results show that maternal protein deprivation during lactation affects thymic homeostasis, inducing leptin activity, which protect thymocytes from apoptosis in young progeny and, perhaps,may prone these animals for alterations in immune response in adult life.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dieta materna hiperlipídica (HF) em roedores ocasiona o desenvolvimento de resistência à insulina e o diabetes mellitus tipo 2 na prole adulta. Camundongos fêmeas foram alimentadas com dieta SC (standard chow) ou HF (hiperlipídica) durante oito semanas anteriores ao acasalamento, durante o período gestacional e metade da lactação. Os filhotes machos foram avaliados ao nascimento (0 dia) e aos 10 dias de idade. Nas progenitoras, foram avaliados o ganho de massa corporal (MC), a pressão arterial (PA), a eficiência alimentar (EA) e o teste oral de tolerância à glicose (TOTG). Na prole, foram avaliadas a evolução da massa corporal (MC), a glicemia, a estrutura da ilhota do pâncreas e a massa de célula-beta. Nas progenitoras, a ganho de massa corporal (MC) e a eficiência alimentar (EA) do grupo HF apresentaram um aumento de 50% em relação ao grupo SC durante o período pré-gestacional e um aumento de 70% do ganho de MC e 250% na EA, durante a gestação (P<0,0001). A pressão arterial e os níveis de corticosterona foram maiores no grupo HF quando comparados ao grupo SC (P=0,001). Em relação à massa corporal das proles, não houve diferença ao nascimento, contudo aos 10 dias de idade o grupo HF apresentou um aumento neste parâmetro, assim como um aumento dos níveis de glicemia e aumento do diâmetro da ilhota em relação ao grupo SC (P<0,001). Ao nascimento, a razão da massa de célula-beta/massa do pâncreas (MCB/MP), foi menor no grupo HF quando comparado ao grupo SC (-54%, P<0,0001), no entanto essa diferença não foi observada aos 10 dias de idade. A MCB/MP foi maior no grupo HF aos 10 dias de idade em relação ao grupo SC (+146%, P<0,0001). Desta forma, sugere-se que a administração de dieta materna hiperlipídica durante o período pré-gestacional, durante a gestação e metade da lactação, culmina em alterações precoces no pâncreas da prole, incluindo um remodelamento e uma hipertrofia da célula-beta, a qual apresenta uma recuperação da massa de célula-beta ao final da organogênese, podendo desta forma afetar a sua função na vida adulta.