O aumento da obesidade infantil tem sido correlacionado com a prevalência da puberdade precoce. Em animais pré-puberes verifica-se que a administração da dieta hiperlipídica induz a antecipação da puberdade. Estudos sugerem que a leptina pode influenciar o eixo reprodutivo por meio de sua ação em neurônios que expressam kisspeptina, no hipotálamo. Uma subpopulação de neurônios kisspeptidérgicos do núcleo arqueado coexpressa a dinorfina e neuroquinina B, que exercem uma ação autorreguladora sobre a secreção de kisspeptina. Considerando que a leptina, a kisspeptina, neuroquinina B e dinorfina são apontados como reguladores do início da puberdade e da função reprodutiva, este trabalho investigou como a dieta hiperlípidica (HFD) pode influenciar esses moduladores ao longo do início do desenvolvimento puberal e após a maturação sexual. Camundongos fêmeas Kiss1-hrGFP foram tratadas com a HFD ou dieta controle a partir do desmame e foram decapitadas aos 28, 32 e 63 dias (Diestro II) e o sangue coletado para dosagem plasmática de leptina, LH e estradiol. Um segundo grupo de fêmeas, tratadas com HFD ou dieta controle, receberam com 32 e 63 dias (Diestro I) uma injeção intraperitoneal de leptina (0,5 mg/kg) ou de veículo, 45 minutos após a injeção foram anestesiadas e submetidas à perfusão cerebral. Cortes hipotalâmicos foram utilizados para realização da técnica de imunoistoquímica para dupla marcação: Kiss1-p-STAT3/ p-STAT3-CART/ Kiss1-Dyn e Kiss1-NKB. Verificamos que a HFD administrada após o desmame, quando comparada à dieta controle, antecipou a abertura vaginal, o primeiro estro e o ínicio da ciclicidade em fêmeas Kiss1-hrGFP. Como indicativo de ativação do eixo reprodutivo neste grupo, foi observado aumento do peso do útero e ovário, aos 32 dias. Esses efeitos estiveram associados com: a) o aumento da concentração plasmática de leptina; b) aumento da ativação de p-STAT3 no núcleo arqueado (ARC) e c) aumento de p-STAT3 em neurônios Kiss1-hrGFP e em neurônios CART do ARC em resposta ao estímulo da leptina. A HFD não afetou a colocalização entre Kiss1-Dyn e Kiss1-NKB em fêmeas no início do desenvolvimento puberal. Em fêmeas Kiss1-hrGFP (63 dias) a administração da HFD por 6 semanas não alterou a regularidade do ciclo estral, houve elevação da leptina plasmática associada com diminuição da expressão da p-STAT3 no ARC em resposta ao estímulo com leptina, sem alterar a responsividade dos neurônios Kiss1-hrGFP a este hormônio. Em conclusão, 9 os resultados demonstram que a antecipação da puberdade induzida pela HFD está associada com o aumento da ação central da leptina, que ao estimular o sistema kisspeptidérgico, direta ou indiretamente, por meio de neurônios CART, pode aumentar o tônus excitatório sobre o eixo reprodutivo. A administração da HFD após o desmame (6 semanas) promoveu uma redução à resposta da leptina no ARC na vida adulta, porém não afetou a responsividade dos neurônios Kiss1-hrGFP a este hormônio e nem a regularidade do ciclo estral nas fêmeas Kiss1-hrGFP. Em conjunto, esses resultados indicam que as ações da leptina nesses neurônios foram preservadas, mesmo com a resistência parcial de suas ações no ARC. Estudos adicionais deverão ser realizados para se avaliar os efeitos a longo prazo da HFD sobre o eixo reprodutivo. / The increase of childhood obesity has been correlated with the early onset of puberty. In prepubertal animals it appears high fat diet (HFD) induces anticipation of puberty. Several studies have indicated that the effect of leptin on reproductive axis can be mediated by its action on Kiss1 neurons in the hypothalamus.A subpopulation of Kiss1 neurons in the arcuate nucleus also shows co-expression of neurokinin B and dynorphin A,presenting a self-regulatory action kisspeptin secretion. Since leptin, kisspeptin, neurokinin B and dynorphin are identified as regulators of puberty onset and reproductive function, this study investigated the influence of high fat diet on these modulators along puberty onset and after sexual maturation. A group of Kiss1-hrGFP-female mice received the HFD or regular chow after weaning. The Kiss1-hrGFP females were decapitated at 28, 32 and 63 days old (Diestrus II) and blood was collected for measurement of plasma leptin, LH and estradiol. A second group of females, treated with HFD or chow after weaning, received at 32 and 63 days old (Diestrus I) an intraperitoneal injection of leptin (0.5 mg / kg) or vehicle, and 45 minutes after they were anesthetized and subjected to cerebral perfusion. Immunohistochemistry was performed for double labeling: Kiss1-p-STAT3/ p-STAT3-CART/ Kiss1-Dyn and Kiss1-NKB in the hypothalamus. It was found that, compared to controls; the HFD anticipated the vaginal opening, the first estrus and the beginning of cyclicity in Kiss1-hrGFP females. An increase in the uterine weight and ovaries, confirmed the activation of reproductive axis in the HFD group at 32 days old. These effects were associated with: a) an increase in plasma leptin concentration; b) the activation of p-STAT3 in the arcuate nucleus (ARC) and c) the increase of p-STAT3 in Kiss1-hrGFP neurons and in CART neurons of the ARC in response to the stimulus of leptin. HFD didnt affect colocalization between Kiss1-Dyn and Kiss1-NKB in females mice at hte pubertal onset . Kiss1-hrGFP female mice (63 days old), exposed to HFD for 6 weeks,exhibited regular estrous cycles, increased plasma levels of leptin associated with a decreased p-STAT3 expression in the ARC after leptin stimulation, with no changes in the responsiveness of Kiss1-hrGFP neurons to this hormone, compared to controls. In conclusion, 11 the results demonstrate that the early puberty induced by the HFD is associated with increased central leptin action, by stimulating the kisspeptidergic system, directly or indirectly, through CART neurons that can increase the excitatory tone in the reproductive axis. The administration of HFD after weaning (6 weeks) induced a decrease on the response to leptin in the ARC in adulthood, but without changes in the responsiveness of Kiss1-hrGFP neurons to this hormone and the regularity of the estrous cycle in Kiss1-hrGFP females. Taken together, these results indicate that the actions of leptin in kisspeptin neurons were preserved after 6 weeks of HFD, despite the partial resistance to this hormone in the ARC. Additional studies should be conducted to evaluate the long-term effects of HFD in the reproductive axis.

Orientadores: Felix Guillermo Reyes Reyes, Claudio Antonio Barbosa de Toledo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_ThaisFernandaPintodeAlmeida_M.pdf: 1160984 bytes, checksum: b9379e4fd16f451c0710b2ca37537085 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Alimentar-se faz parte da cultura do ser humano nao estando unicamente associado a necessidades fisiologicas. Um alimento e constituido de diversas moleculas dentre elas os aminoacidos. O glutamato (GLU) e o anion de um dos principais aminoacidos encontrados nos alimentos que, alem de fazer parte da composicao dos alimentos, e uma molecula essencial para a fisiologia do ser humano. Pode tambem ser ingerido devido ao uso do aditivo alimentar glutamato monossodico (MSG). O GLU desempenha inumeras funcoes no organismo, dentre elas podemos citar: neurotransmissor excitatorio do sistema nervoso central, precursor de GABA e de aminoacidos como prolina e glutamina. Como neurotransmissor o GLU atua sobre quatro tipos de receptores: ionotropicos (AMPA, Kainato e NMDA) e metabotropicos (mGluR1-mGluR8) divididos em tres grupos de acordo com a sua homologia genetica e mecanismos de acao. Esses receptores estao presentes em praticamente todo o sistema nervoso central (SNC) e em outros orgaos como coracao, pulmao e intestino. O MSG e utilizado como realcador de sabor em todo o mundo, sendo que o descobrimento do gosto basico conferido pelo glutamato propiciou a producao industrial do seu sal, glutamato monossodico. O gosto basico conferido pelo glutamato e denominado de Umami, que traduzido do japones significa gosto bom, delicioso. Existem inumeros estudos sobre o uso do MSG como aditivo alimentar (funcao tecnologica), assim como sobre sua funcao fisiologica e seus efeitos no organismo de mamiferos. Organizacoes internacionais e agencias de regulamentacao de muitos paises tem reportado e/ou avaliado que o uso do MSG como aditivo alimentar e seguro. Todavia, alguns autores tem relatado efeitos adversos no sistema nervoso central (SNC) associados a exposicao ao MSG. Assim, o presente estudo teve como objetivo exibir dado morfologico sobre a localizacao do receptor mGluR8 no nucleo arqueado do hipotalamo (NARC) de ratos Wistar e avaliar o efeito da ingestao de dietas adicionadas de diferentes concentracoes de MSG (0% (controle), 1%, 2,5% e 5%) sobre o mGluR8. Tambem foi avaliado o ganho de peso corporeo entre os grupos de animais alimentados com as dietas adicionadas de diferentes concentracoes de MSG. Para evidenciar a presenca do receptor mGluR8 foi utilizada a tecnica de imunohistoquimica. Para avaliar o ganho de peso corporeo os animais foram pesados semanalmente. Todos os dados, tanto da contagem celular da tecnica de imunohistoquimica quanto da pesagem, foram analisados por analise de variancia. Os resultados obtidos indicam nao haver diferenca significativa (p <0,05) entre os ratos que ingeriram as dietas adicionadas das diferentes concentracoes de MSG, tanto para o ganho de peso corporeo como para a presenca de receptores mGluR8 no nucleo arqueado do hipotalamo (NARC) / Abstract: Food is part of human culture not only associated to physiological needs. Food is composed of several molecules among them amino acids. Glutamate (GLU) is the anion of one of the main amino acids found in foods that, besides being part of the food composition, is a molecule essential for human physiology. It can also be ingested due to the use of the food additive monosodium glutamate (MSG). The GLU performs many functions in the body, among them we could mention: excitatory neurotransmitter in the central nervous system, precursor of GABA and other amino acids such as proline and glutamine. As a neurotransmitter GLU acts on four types of receptors: ionotropic (AMPA, NMDA and kainate) and metabotropic (mGluR1-mGluR8) divided into three groups according to their genetic homology. These receptors are present in nearly all central nervous system (CNS) and other organs such as heart, lung and intestine. MSG is used as a flavor enhancer all over the world. The discovery of the basic taste due to glutamate, led to the industrial production of its salt, monosodium glutamate. The basic taste induced by glutamate is called Umami, which translated from Japanese, means good taste, delicious. There are numerous studies on the use of MSG as a food additive (technological function), as well as its physiological functions and its effects in the organism. International organizations and regulatory agencies of many countries have reported and / or evaluated that the use of MSG as a food additive is safe. However, some authors have reported adverse effects associated with exposure to MSG. Thus, this study aimed to assess the presences of the metabotropic receptor mGluR8 in the arcuate nucleus of the hypothalamus (ARH) of Wistar rats, and to evaluate the effects in the mGluR8 receptor resulting from the dietary intake of different concentrations of MSG (0% [control], 1%, 2 , 5% and 5%) during 90 days. Also, it was evaluated the body weight gain of the rats fed with the diets containing MSG in the different concentrations. To demonstrate the presence of the mGluR8 receptor immunohistochemistry technique was employed, and in order to elucidate the weight gain, the animals were weighed weekly. All the data, cell counts from the immunohistochemistry technique and from the rats weighing, were evaluated by analysis of variance. The results showed no significant difference (p<0.05) for both: body weight gain and the presence of mGluR8 receptors among the animals that were fed with the diets containing the different MSG levels / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos

O aumento da obesidade infantil tem sido correlacionado com a prevalência da puberdade precoce. Em animais pré-puberes verifica-se que a administração da dieta hiperlipídica induz a antecipação da puberdade. Estudos sugerem que a leptina pode influenciar o eixo reprodutivo por meio de sua ação em neurônios que expressam kisspeptina, no hipotálamo. Uma subpopulação de neurônios kisspeptidérgicos do núcleo arqueado coexpressa a dinorfina e neuroquinina B, que exercem uma ação autorreguladora sobre a secreção de kisspeptina. Considerando que a leptina, a kisspeptina, neuroquinina B e dinorfina são apontados como reguladores do início da puberdade e da função reprodutiva, este trabalho investigou como a dieta hiperlípidica (HFD) pode influenciar esses moduladores ao longo do início do desenvolvimento puberal e após a maturação sexual. Camundongos fêmeas Kiss1-hrGFP foram tratadas com a HFD ou dieta controle a partir do desmame e foram decapitadas aos 28, 32 e 63 dias (Diestro II) e o sangue coletado para dosagem plasmática de leptina, LH e estradiol. Um segundo grupo de fêmeas, tratadas com HFD ou dieta controle, receberam com 32 e 63 dias (Diestro I) uma injeção intraperitoneal de leptina (0,5 mg/kg) ou de veículo, 45 minutos após a injeção foram anestesiadas e submetidas à perfusão cerebral. Cortes hipotalâmicos foram utilizados para realização da técnica de imunoistoquímica para dupla marcação: Kiss1-p-STAT3/ p-STAT3-CART/ Kiss1-Dyn e Kiss1-NKB. Verificamos que a HFD administrada após o desmame, quando comparada à dieta controle, antecipou a abertura vaginal, o primeiro estro e o ínicio da ciclicidade em fêmeas Kiss1-hrGFP. Como indicativo de ativação do eixo reprodutivo neste grupo, foi observado aumento do peso do útero e ovário, aos 32 dias. Esses efeitos estiveram associados com: a) o aumento da concentração plasmática de leptina; b) aumento da ativação de p-STAT3 no núcleo arqueado (ARC) e c) aumento de p-STAT3 em neurônios Kiss1-hrGFP e em neurônios CART do ARC em resposta ao estímulo da leptina. A HFD não afetou a colocalização entre Kiss1-Dyn e Kiss1-NKB em fêmeas no início do desenvolvimento puberal. Em fêmeas Kiss1-hrGFP (63 dias) a administração da HFD por 6 semanas não alterou a regularidade do ciclo estral, houve elevação da leptina plasmática associada com diminuição da expressão da p-STAT3 no ARC em resposta ao estímulo com leptina, sem alterar a responsividade dos neurônios Kiss1-hrGFP a este hormônio. Em conclusão, 9 os resultados demonstram que a antecipação da puberdade induzida pela HFD está associada com o aumento da ação central da leptina, que ao estimular o sistema kisspeptidérgico, direta ou indiretamente, por meio de neurônios CART, pode aumentar o tônus excitatório sobre o eixo reprodutivo. A administração da HFD após o desmame (6 semanas) promoveu uma redução à resposta da leptina no ARC na vida adulta, porém não afetou a responsividade dos neurônios Kiss1-hrGFP a este hormônio e nem a regularidade do ciclo estral nas fêmeas Kiss1-hrGFP. Em conjunto, esses resultados indicam que as ações da leptina nesses neurônios foram preservadas, mesmo com a resistência parcial de suas ações no ARC. Estudos adicionais deverão ser realizados para se avaliar os efeitos a longo prazo da HFD sobre o eixo reprodutivo. / The increase of childhood obesity has been correlated with the early onset of puberty. In prepubertal animals it appears high fat diet (HFD) induces anticipation of puberty. Several studies have indicated that the effect of leptin on reproductive axis can be mediated by its action on Kiss1 neurons in the hypothalamus.A subpopulation of Kiss1 neurons in the arcuate nucleus also shows co-expression of neurokinin B and dynorphin A,presenting a self-regulatory action kisspeptin secretion. Since leptin, kisspeptin, neurokinin B and dynorphin are identified as regulators of puberty onset and reproductive function, this study investigated the influence of high fat diet on these modulators along puberty onset and after sexual maturation. A group of Kiss1-hrGFP-female mice received the HFD or regular chow after weaning. The Kiss1-hrGFP females were decapitated at 28, 32 and 63 days old (Diestrus II) and blood was collected for measurement of plasma leptin, LH and estradiol. A second group of females, treated with HFD or chow after weaning, received at 32 and 63 days old (Diestrus I) an intraperitoneal injection of leptin (0.5 mg / kg) or vehicle, and 45 minutes after they were anesthetized and subjected to cerebral perfusion. Immunohistochemistry was performed for double labeling: Kiss1-p-STAT3/ p-STAT3-CART/ Kiss1-Dyn and Kiss1-NKB in the hypothalamus. It was found that, compared to controls; the HFD anticipated the vaginal opening, the first estrus and the beginning of cyclicity in Kiss1-hrGFP females. An increase in the uterine weight and ovaries, confirmed the activation of reproductive axis in the HFD group at 32 days old. These effects were associated with: a) an increase in plasma leptin concentration; b) the activation of p-STAT3 in the arcuate nucleus (ARC) and c) the increase of p-STAT3 in Kiss1-hrGFP neurons and in CART neurons of the ARC in response to the stimulus of leptin. HFD didnt affect colocalization between Kiss1-Dyn and Kiss1-NKB in females mice at hte pubertal onset . Kiss1-hrGFP female mice (63 days old), exposed to HFD for 6 weeks,exhibited regular estrous cycles, increased plasma levels of leptin associated with a decreased p-STAT3 expression in the ARC after leptin stimulation, with no changes in the responsiveness of Kiss1-hrGFP neurons to this hormone, compared to controls. In conclusion, 11 the results demonstrate that the early puberty induced by the HFD is associated with increased central leptin action, by stimulating the kisspeptidergic system, directly or indirectly, through CART neurons that can increase the excitatory tone in the reproductive axis. The administration of HFD after weaning (6 weeks) induced a decrease on the response to leptin in the ARC in adulthood, but without changes in the responsiveness of Kiss1-hrGFP neurons to this hormone and the regularity of the estrous cycle in Kiss1-hrGFP females. Taken together, these results indicate that the actions of leptin in kisspeptin neurons were preserved after 6 weeks of HFD, despite the partial resistance to this hormone in the ARC. Additional studies should be conducted to evaluate the long-term effects of HFD in the reproductive axis.