Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O desequilíbrio nutricional no início da vida leva ao desenvolvimento da obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares na idade adulta. Este estudo teve como objetivo analisar os efeitos a longo prazo da hiperalimentação na lactação por meio do modelo de redução da ninhada na hemodinâmica e bioenergética cardíaca. Vinte e quatro camundongos machos Swiss adultos foram divididos em dois grupos (controle e hiperalimentado) submetidos a duas condições (linha de base e isquemia/reperfusão) formando quatro grupos no total: grupo controle linha de base (GCLB), grupo controle isquemia/reperfusão (GCIR), grupo hiperalimentado linha de base (GHLB) e o grupo hiperalimentado isquemia/reperfusão (GHIR), todos com seis camundongos/grupo. As alterações cardíacas foram analisadas por meio da hemodinâmica cardíaca, da respiração mitocondrial e da biologia molecular. Os parâmetros hemodinâmicos analisados foram a velocidade de contração (Max dP/dt), a velocidade de relaxamento (Min dP/dt), o tempo de relaxamento cardíaco isovolumétrico (Tau) e os batimentos por minuto (BPM). A respiração mitocondrial foi avaliada por meio da razão do controle respiratório (RCR) na oxidação de carboidratos e ácidos gordos, e finalmente, a biologia molecular, através de proteínas-chave como a proteína quinase B (AKT), a proteína quinase ativada por adenosina monofosfato (AMPK), a carnitina palmitoil transferase 1 (CPT-1), a proteína desacopladora 2 (UCP2), o 4-hidroxinonenal (4-HNE) e a gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH). Os camundongos do GH desenvolveram maior peso corporal (30,95%, P<0,001), gordura epididimal (68,64%, P<0,001), gordura retroperitoneal (109,38%, P<0,01) e glicemia de jejum (19,52%, P<0,05) comparados aos do GC. Os parâmetros Max dP/dt e BPM apresentaram diminuição no GHIR quando comparado ao GHLB (P<0,001 e P<0,05). O parâmetro Min dP/dt apresentou-se reduzido no GCIR e GHIR quando comparado aos grupos GCLB e GCLB (P<0,05; P<0,0001 respectivamente). Camundongos do GHIR apresentaram redução do Tau quando comparado aos grupos GCIR e GHLB (P<0,0001). Estes desequilíbrios na hemodinâmica cardíaca foram associados a função mitocondrial, uma vez que, o GHLB apresenta a RCR reduzida para oxidação de ácidos graxos e carboidratos (P<0,05 e P<0,01, respectivamente) e o GHIR apenas na oxidação dos ácidos graxos (P<0,01). Além disso, o GHIR apresentou diversas alterações nas proteínas-chave do metabolismo energético cardíaco, como diminuição do conteúdo de AKT (P<0,05) e aumento do conteúdo de CPT-1 (P<0,05), 4-HNE (P<0,05) e GAPDH (P<0,05) quando comparado ao CGIR. Finalmente, a expressão do mRNA para CPT1, GAPDH e UCP2 foi aumentada no GHIR quando comparado aos GCIR (P<0,05) e GHLB (P<0,05). A expressão de mRNA para UCP2 e CPT-1 foi reduzida no GCIR quando comparado ao GCLB (P<0,01 e P<0,05, respectivamente). O estudo apresenta resultados consistentes, demonstrando efeitos deletérios sobre o metabolismo cardíaco adulto resultante de alterações nutricionais durante a lactação. / Early life nutritional imbalance induces obesity, diabetes and cardiovascular diseases when animals become adults. This study aimed to study the long-term effects of postnatal overfeeding by litter size reduction on animal weight and heart energy homeostasis. Twenty-four adult male mice were divided into two groups (control and overfed) and studied under two conditions (baseline and ischemia/reperfusion) forming four groups in total: control group baseline (CGBL), control group ischemia/reperfusion (CGIR), obese group baseline (OGBL) and obese group ischemia/reperfusion (OGIR) all with 6 mice/group. Changes in heart were analyzed by cardiac hemodynamic, mitochondrial respiration and molecular biology. Hemodynamic parameters analyzed were speed of contraction (Max dP/dt), speed of relaxation (Min dP/dt), isovolumetric relaxation time (Tau) and beats per minute (BPM), mitochondrial respiration by respiratory control ratio (RCR) in carbohydrate and fatty acid oxidation and molecular biology by key proteins like protein kinase B (AKT), adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK), carnitine palmitoil palmitoyltransferase 1 (CPT1), uncoupling protein 2 (UCP2), 4-hydroxynonenal (4-HNE) and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH). The OG developed higher body weight (30.95%, P<0.001), epididymal fat (68.64%, P<0.001), retroperitoneal fat (109.38%, P<0.01) and fasting glucose (19.52%, P<0.05) compared to the CG. The parameters Max dP/dt and BPM were significantly decreased in OGIR compared to OGBL (P<0.001 and P<0.05). Min dP/dt was significantly decreased in CGIR and OGIR compared to CGBL (P<0.05) and OGBL (P<0,0001) respectively . Tau was significantly decreased in OGIR compared to CGIR and OGBL (P<0.0001). Theses impairments of cardiac hemodynamic were associated to mitochondrial uncoupling since OGBL presented decreased of RCR, in both carbohydrate and fatty acid oxidation (P<0.05 and P<0.01, respectively) and OGIR only in fatty acid oxidation (P<0.01). Moreover, OGIR showed higher alterations in key proteins of cardiac energetic metabolism with decreasing AKT content (P<0.05) and increasing CPT1 (p<0.05), 4-HNE (P<0.05) and GAPDH contents (P<0.05) when compared to CGIR. Finally, the expression of mRNA for CPT1, GAPDH and UCP2 was increased in OGIR compared to CGIR (P<0.05) and OGBL (P<0.05). The expression of mRNA for UCP2 and CPT1 was decreased in CGIR compared to CGBL (P<0.01 and P<0.05, respectively). Finally, the study presents consistent results demonstrating deleterious effects on adult heart metabolism resulting from nutritional changes during lactation.

Le microbiote intestinal constitue un élément important pour l’hôte, il est impliqué notamment au niveau immunologique ou physiologique. La connaissance de la composition de ce microbiote est la première étape dans la compréhension des phénomènes qui lui sont associés. Les travaux de cette thèse se sont articulés selon plusieurs objectifs. La première étape a été de faire un état des lieux de la composition du microbiote de deux types génétiques parentaux : le canard Pékin (Anas Platyrhynchos), le canard de Barbarie (Cairina Moschata) ainsi que de leur hybride ; le canard mulard. Nous avons ainsi pu observer des compositions différentes selon le type génétique avec tout de même la prédominance dans chacune des trois espèces de deux phyla : les Firmicutes et les Bacteroidetes. Différentes conditions rencontrées dans l’environnement sont à même de créer un déséquilibre dans la composition du microbiote. Une des conditions possibles est un changement dans l’alimentation ainsi la seconde étape a été de voir l’impact du gavage sur les communautés bactériennes composant le microbiote. Celui-ci induit bien des modifications au sein du microbiote en privilégiant certaines classes bactériennes notamment les Bacilli et les Clostridia selon le type génétique. Un effet du gavage a été montré au niveau du microbiote iléal tandis que l’on retrouve un effet du type génétique ainsi que du gavage mais plus faible que dans l’iléon au niveau des caeca. Deux autres travaux ont été réalisés, le premier concernait l’ajout d’un probiotique (Lactobacillus sakei) sur le microbiote des canards mulards durant la phase de gavage. Nous avons montré que lors de cet ajout, nous observions une forte augmentation des lactobacilli au niveau de l’iléon. Enfin suite aux fortes contaminations retrouvées dans le sud-ouest ainsi que ses effets toxiques montrés dans différentes études, le dernier travail effectué a été de voir l’effet du cadmium sur le microbiote des canards Pékin et Barbarie. Nous avons pu ainsi observer les modifications de la communauté microbienne lors de l’ajout de cadmium ainsi l’accumulation de celui-ci dans les reins au cours du gavage. Des effets combinés entre le cadmium et la période de gavage ainsi qu’avec le type génétique ont été mis en lumière. Une tendance à une accumulation différentielle du cadmium a été observé selon le type génétique. / The intestinal microbiota is an important element for the host; it is particularly involved in immunological or physiological level. Knowledge of the composition of the microbiota is the first step in understanding the phenomena associated with it. The work of this PhD was organized according to several objectives. The first step was to realize a molecular inventory of the microbiota composition of the two parental genetic types: the Pekin duck (Anas Platyrhynchos), the Muscovy duck (Cairina moschata) and their hybrid, the mule duck. We have observed different compositions depending on the genetic type although with a predominance of two phyla: the Firmicutes and Bacteroidetes for all ducks species. Different conditions encountered in the environment are likely to create an imbalance in the composition of the microbiota. One is a change in diet; therefore the second step was to see the impact of overfeeding on bacterial communities. Overfeeding causes many changes in the bacterial microbiota and increase two classes: Bacilli and Clostridia according to the genetic type. The effect of overfeeding has been shown principally on the ileal microbiota while genetics and overfeeding both affected weekly cecal microbiota. We then studied the impact of adding a probiotic strain (Lactobacillus sakei) on the microbiota of mule ducks during the overfeeding period. We could see here a significant effect of this addition only in the ileum with a sharp increase in lactobacilli. Finally, due to high levels of contamination found in the southwest of France and its toxic effects on metabolism shown in various studies, the last work was to see the effect of cadmium on the microbiota of Pekin and Muscovy ducks. We observed changes in the microbial community when adding cadmium and see the accumulation of it in the kidneys during overfeeding. Combined effects between cadmium and the feeding period as well as the genetic type were highlighted. Finally

Alimentação hedônica e homeostática são fatores independentes envolvidos no desenvolvimento da obesidade. Apesar de já se saber que a superalimentação precoce altera a alimentação não hedônica na vida adulta, pouco se sabe sobre seu impacto sobre a preferência por alimentos doces. O objetivo deste trabalho foi o de verificar o comportamento alimentar de ratos superalimentados no período de lactação, com foco principalmente no comportamento alimentar hedônico, e correlacionar com o funcionamento do sistema dopaminérgico mesolímbico, que sabidamente está envolvido na sua regulação. Ninhadas de ratos foram reduzidas a 4 filhotes (ninhada pequena - SL) ou 8 filhotes (ninhada normal - NL) no dia 1 de vida. O desmame ocorreu no dia 21, e todos os testes foram realizados a partir do dia 84 de vida. O consumo de ração foi realizado em condições basais, em resposta à jejum de 24h, na presença de comida palatável (doce), durante isolamento social, e em resposta ao teste de pinçamento da cauda (tail-pinch). Antes de testados com alimento doce, os ratos foram habituados a esse alimento. Locomoção foi aferida em um aparato automatizado. A Área Tegmentar Ventral (VTA) e o Núcleo Accumbens (Acc) foram dissecados a partir de microfatias congeladas. Tecido muscular foi dissecado e processado para medida da fosforilação de AKT (p-AKT) em resposta à insulina. AKT, p-AKT e Tirosina Hidroxilase (TH) foram medidas por método de western-blot. A quantidade de gordura abdominal foi cuidadosamente dissecada e pesada. Resultados: Ratos SL foram mais pesados que os NL em todas as medidas, e ao sacrifício apresentavam maior gordura abdominal (p=0,035). A atividade locomotora não foi diferente quanto à distância percorrida, mas os ratos SL exploraram a região central por mais tempo, indicando menor comportamento ansioso (p=0,036). Não se encontrou diferenças quanto ao consumo de ração padrão (p=0.085) ou alimento doce em condições basais (p=0,65), mas ratos SL tiveram maior consumo de doce num paradigma de escolha com ração-padrão (p=0,017) e em resposta ao estresse de pinçamento da cauda (interação teste x grupo, p=0,006). TH encontrou-se aumentada em ratos SL, tanto no VTA (p=0.016) quanto no Acc (p=0,022). Ratos SL não diferiram quanto a fosforilação do AKT no músculo, porém tiveram menor AKT (p=0,047), o que sugere uma resistência periférica à insulina latente. Em conclusão, a exposição a superalimentação no período de lactação reduz a ansiedade, induz obesidade e programa o comportamento alimentar persistentemente, de maneira que esses animais têm maior preferência por alimento doce. A esses resultados se soma a alteração dos níveis de TH nas vias mesolímbicas, o que sugere a participação destas nessa alteração de comportamento. / Hedonic and homeostatic food intakes are independent factors involved in the development of obesity. Although it is well known that early life overfeeding increases food intake in adulthood, little is know about its impact on the palatable food preference in adulthood. We aimed at verifying feeding behavior in this model, with special focus in the hedonic compound, and correlate it to the dopaminergic mesolimbic pathway known to be involved in its regulation. Rat litters were standardized to 4 (small litter - SL) or 8 pups (normal litter- NL) at postnatal day 1. Weaning was at day 21, and all tests were conducted after day 84 of life. Chow consumption was measured at baseline, in response to 24h fasting, in the presence of palatable food, during social isolation and after 1 min. tail pinch stress. Prior to testing sweet food, rats were habituated to the sweet pellets. Locomotion was assessed in an automated box. The ventral tegmentar area (VTA) and nucleus accumbens were micro dissected from frozen brain slices. Muscular tissue was also dissected for assessing the phosphorylation of Akt in response to an insulin challenge. Akt, pAkt and TH proteins were assessed by Western-blot. The abdominal fat content was weighed. Results: SL rats were heavier than NL at all time points and had increased abdominal fat at sacrifice (p=0.035). Locomotor activity was not different with regard to total distance, but RL rats spent more time in the center of the box, an indicative of less anxiety (p=0.036). No difference was found in chow (p=0.085) or sweet food intake at baseline (p=0.65), but SL rats had higher intake of sweet pellets in a two food choice paradigm (p=0.017) and in response to tail pinch stress (test x group interaction, p=0.006). TH was higher in SL rats VTA (p=0.016) and in the nucleus accumbens (p=0.022). SL animals had decreased Akt in the muscle (p=0.047), which suggest a latent peripheral insulin resistance, but p-AKT and the AKT/p-AKT ratio were not different. In conclusion, exposure to overfeeding during the neonatal period decreases anxiety, induces obesity and programs the feeding behavior persistently, in such a way that the animals eat more palatable food. These results are associated with a higher TH protein content and transport in these animals, which suggests that the dopaminergic mesolimbic circuitry may involved in the behavioral findings.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A superalimentação pós-natal é um fator de risco para a obesidade, assim como para distúrbios cardiovasculares e metabólicos associados. Sabe-se que ratos criados em ninhadas reduzidas desenvolvem sobrepeso, hiperfagia, hiperleptinemia e hipertensão arterial quando adultos. Como o exercício físico crônico tem efeito benéfico em indivíduos obesos, propomos avaliar o efeito do treinamento em esteira em animais adultos obesos programados pela superalimentação pós-natal. No 3 dia de lactação, dividimos as ratas lactantes em 2 grupos: Controle (C) - ninhada composta por 10 filhotes (6 machos e 4 fêmeas) e Supernutrido (S) - ninhada ajustada para 3 filhotes machos. Após o desmame, os filhotes de ambos os grupos foram alimentados com ração comercial. Aos 75 dias de vida, as proles foram subdivididas em 4 grupos: 1) Controle Sedentário (CS), 2) Controle Exercício (CE), 3) Supernutrido Sedentário (SS) e 4) Supernutrido Exercício (SE), quando realizamos um teste máximo em esteira para a prescrição do treinamento. A partir dos 90 dias de vida, os ratos CE e SE foram treinados na esteira (60 min/dia, 5 dias/semana, velocidade média de 50 a 65 % do teste agudo máximo feito em esteira) até os 180 dias. Aos 90 e 180 dias, realizamos o teste agudo de natação nos 4 grupos experimentais. Em comparação ao grupo SS, o grupo SE aos 180 dias de idade apresentou menor MCT, adiposidade corporal (central e total), leptinemia e corticosteronemia. Estes animais apresentaram normalização da ingestão alimentar, do conteúdo de proteína corporal total, do HDL-c e da pressão arterial, além de aumento do glicogênio hepático, da CAT e da capacidade física no teste exaustivo de nado. Assim, sugerimos que o exercício físico crônico em esteira foi capaz de alterar diversos parâmetros deletérios associados à síndrome metabólica observados nos animais adultos obesos neste modelo de programação. / Postnatal early overnutrition is a risk factor for future obesity and metabolic disorders. Rats raised in small litters develop overweight, hyperphagia, hyperleptinemia and hypertension when adults. As chronic exercise brings well-known benefits to obese individuals, we studied the effects of training on a treadmill in adult obese rats programmed by overfeeding during lactation. To induce postnatal early overnutrition, litter size was reduced to 3 pups/litter (SL: small litter) and the groups with normal litter size (10 pups/litter) were used as control. Rats had free access to standard diet and water post weaning. At 75 days-old, animals were divided into: sedentary control (SC), trained control (TC), sedentary overfed (SO) and trained overfed (TO). We performed a test of speed to obtain the physical training prescription. From 90 until 180 days-old, TC and TO rats were trained (60min/day, 5days/week with mean speed from 50 to 65% of the acute test on a treadmill). At 90 and 180 days-old, the four experimental groups were tested for physical performance in swimming. Compared to SO, TO group at 180 days-old showed lower body weight, body adiposity (central and total), leptinaemia and corticosteronaemia. These rats presented normal values for food intake, body total protein content, HDL-c and systolic blood pressure. In addition, TO offspring displayed higher liver glycogen, total antioxidant capacity and physical capacity in the acute swimming test. Thus, we evidenced that the physical training on a treadmill was useful for revert or improve some deleterious parameters associated with metabolic syndrome observed in obese rats programmed by early postnatal overfeeding.

Estudos populacionais, assim como modelos animais demonstram que além dos fatores já conhecidos, como uma dieta não balanceada e sedentarismo, insultos nutricionais no período gestacional ou durante a lactação, causam alterações metabólicas importantes que levam ao surgimento da obesidade, Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) e doenças cardiovasculares em longo prazo. Nesse estudo, analisamos o pâncreas de camundongos hiperalimentados adultos (150 dias) e camundongos hiperalimentados jovens (21 e 28 dias). Os camundongos hiperalimentados de 21 dias receberam transplante de células mononucleares de medula óssea (CMO) e o resultado desse transplante foi observado aos 28 dias, quando os animais foram sacrificados. Nós investigamos: a apoptose das células beta através do fator pró-apoptótico Bax; a proliferação das células da ilhota pancreática através do antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA); a expressão da citocina TNF-&#945;, relacionado com a resistência à insulina em animais obesos e a expressão de células tronco CD133 com o objetivo de estudar a participação dessa célula na renovação da massa de células beta durante o estabelecimento da DM2. As análises das proteínas citadas no pâncreas foram realizadas através de microscopia de luz, microscopia confocal, microscopia eletrônica e Western blotting. O peso dos animais, a morfometria das ilhotas pancreáticas, bem como os níveis de glicose e insulina plasmáticos também foram determinados. Nossos resultados confirmaram que os camundongos hiperalimentados adultos apresentavam elevados níveis de glicose e insulina plasmática quando comparados ao grupo controle. Além disso, camundongos hiperalimentados adultos apresentaram aumento na expressão de Bax, indicando apoptose das células beta, maior expressão de TNF-&#945; nas ilhotas pancreáticas, e presença de células CD133 nas ilhotas e ductos pancreáticos de camundongos hiperalimentados. Ao analisarmos os animais com 21 dias também observamos elevados níveis de glicose e insulina plasmática no grupo hiperalimentado. Após o transplante de CMO, os camundongos hiperalimentados apresentaram os níveis de glicose e insulina normalizados em relação ao grupo controle, porém os níveis de TNF-&#945; no pâncreas continuavam elevados. A expressão de células CD133 foi observada tanto aos 21 quanto aos 28 dias nas ilhotas pancreáticas nos grupos hiperalimentados. Porém, a expressão estava aumentada no pâncreas dos animais que receberam transplante de CMO aos 28 dias. Portanto, podemos concluir que camundongos hiperalimentados durante a lactação quando adultos se encontram em um estágio inicial do estabelecimento da DM2, com hiperglicemia e hiperinsulinema, ilhotas pancreáticas hipertrofiadas, evidência de apoptose das células beta, neogênese de células beta a partir de células do ducto pancreático, replicação de células beta já existentes e células tronco endógenas marcadas com CD133. Nos camundongos jovens, além dos parâmetros também observados nos animais adultos, observamos os benefícios das CMO para o restabelecimento da glicemia e insulinemia nos camundongos hiperalimentados. Além disso, demonstramos pela primeira vez, células CD133 marcadas com insulina nas ilhotas pancreáticas. O aumento da expressão de células CD133 no pâncreas de camundongos hiperalimentados que mantinham níveis elevados de TNF-&#945; e receberam transplante de CMO, nos sugere a importância dessa citocina para o recrutamento e diferenciação das células tronco CD133 para melhoria do percurso da diabetes. / Population studies as well as animal models show that besides the factors already known as an unbalanced diet and sedentary lifestyle, nutritional insults during pregnancy or during lactation, causes important metabolic changes that lead to the emergence of obesity, type 2 diabetes mellitus (DM2) and cardiovascular diseases in long-term. In this study, we analyzed the pancreas of overfed adult mice (150 days) and young mice (21 and 28 days). At day 21, overfed mice were transplanted with bone marrow mononuclear cells (BMCs) and the results of this transplantation were observed at day 28. We investigated beta-cell apoptosis through pro-apoptotic factor Bax, the proliferation of pancreatic islet cells by proliferating cell nuclear antigen (PCNA), expression of TNF-&#945; which has been linked to insulin resistance in obese animals and the expression of CD133 stem cells, in order to study the participation of this cell on the recovery of beta-cell mass during the establishment of DM2. The protein analysis, were performed using light microscopy, Confocal microscopy, electron microscopy and Western blotting. The animals weight, morphology of pancreatic islets, as well as plasma levels of glucose and insulin were also determined. Our results confirmed that adult overfed mice had high levels of blood glucose and insulin when compared to control mice. Moreover, overfed adult mice showed an increased expression of Bax, indicating apoptosis of beta cells, also confirmed by transmission electron microscopy, increased expression of TNF-&#945; in pancreatic islets when compared with the control group, and interestingly we observed the presence of CD133 cells in the pancreas of overfed mice. By analyzing the animals with 21 days, we also observed high levels of blood glucose and insulin in the overfed group, but we did not observe Bax expression at this lifetime. The expression of TNF-&#945; was also increased in the pancreas of overfed mice at day 21. After BMCs transplantation, the overfed group showed normal levels of blood glucose and insulin when compared with the control group, but the levels of TNF-&#945; remained high. The expression of CD133 cells was observed in the pancreatic islets both at 21 and 28 days in overfed groups. However, the expression of CD133 was increased in the pancreas of animals that received BMCs transplantation at day 28. Therefore, we conclude that overfed mice when adults are at an early stage of stablishment of DM2 with hyperglycemia and hyperinsulinemia, pancreatic islet hypertrophy, evidence of apoptosis and neogenesis of beta cells from pancreatic duct cells, replication of existing beta cells and endogenous stem cells. In young mice, further the parameters observed in adult animals, we observed the benefits of the BMCs for the restoration of glucose and insulin in overfed mice. Moreover, we demonstrated for the first time the CD133 stem cells in pancreatic islets in colocalization with insulin, suggesting that CD133 could be a progenitor beta cell marker in pancreas. Also, the increased expression of CD133 cells in the pancreas of overfed mice with elevated levels of TNF-&#945; after BMCs transplantation, suggests the importance of this cytokine for the recruitment and recovery of CD133 stem cells to improve the course of diabetes.

Alimentação hedônica e homeostática são fatores independentes envolvidos no desenvolvimento da obesidade. Apesar de já se saber que a superalimentação precoce altera a alimentação não hedônica na vida adulta, pouco se sabe sobre seu impacto sobre a preferência por alimentos doces. O objetivo deste trabalho foi o de verificar o comportamento alimentar de ratos superalimentados no período de lactação, com foco principalmente no comportamento alimentar hedônico, e correlacionar com o funcionamento do sistema dopaminérgico mesolímbico, que sabidamente está envolvido na sua regulação. Ninhadas de ratos foram reduzidas a 4 filhotes (ninhada pequena - SL) ou 8 filhotes (ninhada normal - NL) no dia 1 de vida. O desmame ocorreu no dia 21, e todos os testes foram realizados a partir do dia 84 de vida. O consumo de ração foi realizado em condições basais, em resposta à jejum de 24h, na presença de comida palatável (doce), durante isolamento social, e em resposta ao teste de pinçamento da cauda (tail-pinch). Antes de testados com alimento doce, os ratos foram habituados a esse alimento. Locomoção foi aferida em um aparato automatizado. A Área Tegmentar Ventral (VTA) e o Núcleo Accumbens (Acc) foram dissecados a partir de microfatias congeladas. Tecido muscular foi dissecado e processado para medida da fosforilação de AKT (p-AKT) em resposta à insulina. AKT, p-AKT e Tirosina Hidroxilase (TH) foram medidas por método de western-blot. A quantidade de gordura abdominal foi cuidadosamente dissecada e pesada. Resultados: Ratos SL foram mais pesados que os NL em todas as medidas, e ao sacrifício apresentavam maior gordura abdominal (p=0,035). A atividade locomotora não foi diferente quanto à distância percorrida, mas os ratos SL exploraram a região central por mais tempo, indicando menor comportamento ansioso (p=0,036). Não se encontrou diferenças quanto ao consumo de ração padrão (p=0.085) ou alimento doce em condições basais (p=0,65), mas ratos SL tiveram maior consumo de doce num paradigma de escolha com ração-padrão (p=0,017) e em resposta ao estresse de pinçamento da cauda (interação teste x grupo, p=0,006). TH encontrou-se aumentada em ratos SL, tanto no VTA (p=0.016) quanto no Acc (p=0,022). Ratos SL não diferiram quanto a fosforilação do AKT no músculo, porém tiveram menor AKT (p=0,047), o que sugere uma resistência periférica à insulina latente. Em conclusão, a exposição a superalimentação no período de lactação reduz a ansiedade, induz obesidade e programa o comportamento alimentar persistentemente, de maneira que esses animais têm maior preferência por alimento doce. A esses resultados se soma a alteração dos níveis de TH nas vias mesolímbicas, o que sugere a participação destas nessa alteração de comportamento. / Hedonic and homeostatic food intakes are independent factors involved in the development of obesity. Although it is well known that early life overfeeding increases food intake in adulthood, little is know about its impact on the palatable food preference in adulthood. We aimed at verifying feeding behavior in this model, with special focus in the hedonic compound, and correlate it to the dopaminergic mesolimbic pathway known to be involved in its regulation. Rat litters were standardized to 4 (small litter - SL) or 8 pups (normal litter- NL) at postnatal day 1. Weaning was at day 21, and all tests were conducted after day 84 of life. Chow consumption was measured at baseline, in response to 24h fasting, in the presence of palatable food, during social isolation and after 1 min. tail pinch stress. Prior to testing sweet food, rats were habituated to the sweet pellets. Locomotion was assessed in an automated box. The ventral tegmentar area (VTA) and nucleus accumbens were micro dissected from frozen brain slices. Muscular tissue was also dissected for assessing the phosphorylation of Akt in response to an insulin challenge. Akt, pAkt and TH proteins were assessed by Western-blot. The abdominal fat content was weighed. Results: SL rats were heavier than NL at all time points and had increased abdominal fat at sacrifice (p=0.035). Locomotor activity was not different with regard to total distance, but RL rats spent more time in the center of the box, an indicative of less anxiety (p=0.036). No difference was found in chow (p=0.085) or sweet food intake at baseline (p=0.65), but SL rats had higher intake of sweet pellets in a two food choice paradigm (p=0.017) and in response to tail pinch stress (test x group interaction, p=0.006). TH was higher in SL rats VTA (p=0.016) and in the nucleus accumbens (p=0.022). SL animals had decreased Akt in the muscle (p=0.047), which suggest a latent peripheral insulin resistance, but p-AKT and the AKT/p-AKT ratio were not different. In conclusion, exposure to overfeeding during the neonatal period decreases anxiety, induces obesity and programs the feeding behavior persistently, in such a way that the animals eat more palatable food. These results are associated with a higher TH protein content and transport in these animals, which suggests that the dopaminergic mesolimbic circuitry may involved in the behavioral findings.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A superalimentação pós-natal é um fator de risco para a obesidade, assim como para distúrbios cardiovasculares e metabólicos associados. Sabe-se que ratos criados em ninhadas reduzidas desenvolvem sobrepeso, hiperfagia, hiperleptinemia e hipertensão arterial quando adultos. Como o exercício físico crônico tem efeito benéfico em indivíduos obesos, propomos avaliar o efeito do treinamento em esteira em animais adultos obesos programados pela superalimentação pós-natal. No 3 dia de lactação, dividimos as ratas lactantes em 2 grupos: Controle (C) - ninhada composta por 10 filhotes (6 machos e 4 fêmeas) e Supernutrido (S) - ninhada ajustada para 3 filhotes machos. Após o desmame, os filhotes de ambos os grupos foram alimentados com ração comercial. Aos 75 dias de vida, as proles foram subdivididas em 4 grupos: 1) Controle Sedentário (CS), 2) Controle Exercício (CE), 3) Supernutrido Sedentário (SS) e 4) Supernutrido Exercício (SE), quando realizamos um teste máximo em esteira para a prescrição do treinamento. A partir dos 90 dias de vida, os ratos CE e SE foram treinados na esteira (60 min/dia, 5 dias/semana, velocidade média de 50 a 65 % do teste agudo máximo feito em esteira) até os 180 dias. Aos 90 e 180 dias, realizamos o teste agudo de natação nos 4 grupos experimentais. Em comparação ao grupo SS, o grupo SE aos 180 dias de idade apresentou menor MCT, adiposidade corporal (central e total), leptinemia e corticosteronemia. Estes animais apresentaram normalização da ingestão alimentar, do conteúdo de proteína corporal total, do HDL-c e da pressão arterial, além de aumento do glicogênio hepático, da CAT e da capacidade física no teste exaustivo de nado. Assim, sugerimos que o exercício físico crônico em esteira foi capaz de alterar diversos parâmetros deletérios associados à síndrome metabólica observados nos animais adultos obesos neste modelo de programação. / Postnatal early overnutrition is a risk factor for future obesity and metabolic disorders. Rats raised in small litters develop overweight, hyperphagia, hyperleptinemia and hypertension when adults. As chronic exercise brings well-known benefits to obese individuals, we studied the effects of training on a treadmill in adult obese rats programmed by overfeeding during lactation. To induce postnatal early overnutrition, litter size was reduced to 3 pups/litter (SL: small litter) and the groups with normal litter size (10 pups/litter) were used as control. Rats had free access to standard diet and water post weaning. At 75 days-old, animals were divided into: sedentary control (SC), trained control (TC), sedentary overfed (SO) and trained overfed (TO). We performed a test of speed to obtain the physical training prescription. From 90 until 180 days-old, TC and TO rats were trained (60min/day, 5days/week with mean speed from 50 to 65% of the acute test on a treadmill). At 90 and 180 days-old, the four experimental groups were tested for physical performance in swimming. Compared to SO, TO group at 180 days-old showed lower body weight, body adiposity (central and total), leptinaemia and corticosteronaemia. These rats presented normal values for food intake, body total protein content, HDL-c and systolic blood pressure. In addition, TO offspring displayed higher liver glycogen, total antioxidant capacity and physical capacity in the acute swimming test. Thus, we evidenced that the physical training on a treadmill was useful for revert or improve some deleterious parameters associated with metabolic syndrome observed in obese rats programmed by early postnatal overfeeding.

Estudos populacionais, assim como modelos animais demonstram que além dos fatores já conhecidos, como uma dieta não balanceada e sedentarismo, insultos nutricionais no período gestacional ou durante a lactação, causam alterações metabólicas importantes que levam ao surgimento da obesidade, Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) e doenças cardiovasculares em longo prazo. Nesse estudo, analisamos o pâncreas de camundongos hiperalimentados adultos (150 dias) e camundongos hiperalimentados jovens (21 e 28 dias). Os camundongos hiperalimentados de 21 dias receberam transplante de células mononucleares de medula óssea (CMO) e o resultado desse transplante foi observado aos 28 dias, quando os animais foram sacrificados. Nós investigamos: a apoptose das células beta através do fator pró-apoptótico Bax; a proliferação das células da ilhota pancreática através do antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA); a expressão da citocina TNF-&#945;, relacionado com a resistência à insulina em animais obesos e a expressão de células tronco CD133 com o objetivo de estudar a participação dessa célula na renovação da massa de células beta durante o estabelecimento da DM2. As análises das proteínas citadas no pâncreas foram realizadas através de microscopia de luz, microscopia confocal, microscopia eletrônica e Western blotting. O peso dos animais, a morfometria das ilhotas pancreáticas, bem como os níveis de glicose e insulina plasmáticos também foram determinados. Nossos resultados confirmaram que os camundongos hiperalimentados adultos apresentavam elevados níveis de glicose e insulina plasmática quando comparados ao grupo controle. Além disso, camundongos hiperalimentados adultos apresentaram aumento na expressão de Bax, indicando apoptose das células beta, maior expressão de TNF-&#945; nas ilhotas pancreáticas, e presença de células CD133 nas ilhotas e ductos pancreáticos de camundongos hiperalimentados. Ao analisarmos os animais com 21 dias também observamos elevados níveis de glicose e insulina plasmática no grupo hiperalimentado. Após o transplante de CMO, os camundongos hiperalimentados apresentaram os níveis de glicose e insulina normalizados em relação ao grupo controle, porém os níveis de TNF-&#945; no pâncreas continuavam elevados. A expressão de células CD133 foi observada tanto aos 21 quanto aos 28 dias nas ilhotas pancreáticas nos grupos hiperalimentados. Porém, a expressão estava aumentada no pâncreas dos animais que receberam transplante de CMO aos 28 dias. Portanto, podemos concluir que camundongos hiperalimentados durante a lactação quando adultos se encontram em um estágio inicial do estabelecimento da DM2, com hiperglicemia e hiperinsulinema, ilhotas pancreáticas hipertrofiadas, evidência de apoptose das células beta, neogênese de células beta a partir de células do ducto pancreático, replicação de células beta já existentes e células tronco endógenas marcadas com CD133. Nos camundongos jovens, além dos parâmetros também observados nos animais adultos, observamos os benefícios das CMO para o restabelecimento da glicemia e insulinemia nos camundongos hiperalimentados. Além disso, demonstramos pela primeira vez, células CD133 marcadas com insulina nas ilhotas pancreáticas. O aumento da expressão de células CD133 no pâncreas de camundongos hiperalimentados que mantinham níveis elevados de TNF-&#945; e receberam transplante de CMO, nos sugere a importância dessa citocina para o recrutamento e diferenciação das células tronco CD133 para melhoria do percurso da diabetes. / Population studies as well as animal models show that besides the factors already known as an unbalanced diet and sedentary lifestyle, nutritional insults during pregnancy or during lactation, causes important metabolic changes that lead to the emergence of obesity, type 2 diabetes mellitus (DM2) and cardiovascular diseases in long-term. In this study, we analyzed the pancreas of overfed adult mice (150 days) and young mice (21 and 28 days). At day 21, overfed mice were transplanted with bone marrow mononuclear cells (BMCs) and the results of this transplantation were observed at day 28. We investigated beta-cell apoptosis through pro-apoptotic factor Bax, the proliferation of pancreatic islet cells by proliferating cell nuclear antigen (PCNA), expression of TNF-&#945; which has been linked to insulin resistance in obese animals and the expression of CD133 stem cells, in order to study the participation of this cell on the recovery of beta-cell mass during the establishment of DM2. The protein analysis, were performed using light microscopy, Confocal microscopy, electron microscopy and Western blotting. The animals weight, morphology of pancreatic islets, as well as plasma levels of glucose and insulin were also determined. Our results confirmed that adult overfed mice had high levels of blood glucose and insulin when compared to control mice. Moreover, overfed adult mice showed an increased expression of Bax, indicating apoptosis of beta cells, also confirmed by transmission electron microscopy, increased expression of TNF-&#945; in pancreatic islets when compared with the control group, and interestingly we observed the presence of CD133 cells in the pancreas of overfed mice. By analyzing the animals with 21 days, we also observed high levels of blood glucose and insulin in the overfed group, but we did not observe Bax expression at this lifetime. The expression of TNF-&#945; was also increased in the pancreas of overfed mice at day 21. After BMCs transplantation, the overfed group showed normal levels of blood glucose and insulin when compared with the control group, but the levels of TNF-&#945; remained high. The expression of CD133 cells was observed in the pancreatic islets both at 21 and 28 days in overfed groups. However, the expression of CD133 was increased in the pancreas of animals that received BMCs transplantation at day 28. Therefore, we conclude that overfed mice when adults are at an early stage of stablishment of DM2 with hyperglycemia and hyperinsulinemia, pancreatic islet hypertrophy, evidence of apoptosis and neogenesis of beta cells from pancreatic duct cells, replication of existing beta cells and endogenous stem cells. In young mice, further the parameters observed in adult animals, we observed the benefits of the BMCs for the restoration of glucose and insulin in overfed mice. Moreover, we demonstrated for the first time the CD133 stem cells in pancreatic islets in colocalization with insulin, suggesting that CD133 could be a progenitor beta cell marker in pancreas. Also, the increased expression of CD133 cells in the pancreas of overfed mice with elevated levels of TNF-&#945; after BMCs transplantation, suggests the importance of this cytokine for the recruitment and recovery of CD133 stem cells to improve the course of diabetes.

Alimentação hedônica e homeostática são fatores independentes envolvidos no desenvolvimento da obesidade. Apesar de já se saber que a superalimentação precoce altera a alimentação não hedônica na vida adulta, pouco se sabe sobre seu impacto sobre a preferência por alimentos doces. O objetivo deste trabalho foi o de verificar o comportamento alimentar de ratos superalimentados no período de lactação, com foco principalmente no comportamento alimentar hedônico, e correlacionar com o funcionamento do sistema dopaminérgico mesolímbico, que sabidamente está envolvido na sua regulação. Ninhadas de ratos foram reduzidas a 4 filhotes (ninhada pequena - SL) ou 8 filhotes (ninhada normal - NL) no dia 1 de vida. O desmame ocorreu no dia 21, e todos os testes foram realizados a partir do dia 84 de vida. O consumo de ração foi realizado em condições basais, em resposta à jejum de 24h, na presença de comida palatável (doce), durante isolamento social, e em resposta ao teste de pinçamento da cauda (tail-pinch). Antes de testados com alimento doce, os ratos foram habituados a esse alimento. Locomoção foi aferida em um aparato automatizado. A Área Tegmentar Ventral (VTA) e o Núcleo Accumbens (Acc) foram dissecados a partir de microfatias congeladas. Tecido muscular foi dissecado e processado para medida da fosforilação de AKT (p-AKT) em resposta à insulina. AKT, p-AKT e Tirosina Hidroxilase (TH) foram medidas por método de western-blot. A quantidade de gordura abdominal foi cuidadosamente dissecada e pesada. Resultados: Ratos SL foram mais pesados que os NL em todas as medidas, e ao sacrifício apresentavam maior gordura abdominal (p=0,035). A atividade locomotora não foi diferente quanto à distância percorrida, mas os ratos SL exploraram a região central por mais tempo, indicando menor comportamento ansioso (p=0,036). Não se encontrou diferenças quanto ao consumo de ração padrão (p=0.085) ou alimento doce em condições basais (p=0,65), mas ratos SL tiveram maior consumo de doce num paradigma de escolha com ração-padrão (p=0,017) e em resposta ao estresse de pinçamento da cauda (interação teste x grupo, p=0,006). TH encontrou-se aumentada em ratos SL, tanto no VTA (p=0.016) quanto no Acc (p=0,022). Ratos SL não diferiram quanto a fosforilação do AKT no músculo, porém tiveram menor AKT (p=0,047), o que sugere uma resistência periférica à insulina latente. Em conclusão, a exposição a superalimentação no período de lactação reduz a ansiedade, induz obesidade e programa o comportamento alimentar persistentemente, de maneira que esses animais têm maior preferência por alimento doce. A esses resultados se soma a alteração dos níveis de TH nas vias mesolímbicas, o que sugere a participação destas nessa alteração de comportamento. / Hedonic and homeostatic food intakes are independent factors involved in the development of obesity. Although it is well known that early life overfeeding increases food intake in adulthood, little is know about its impact on the palatable food preference in adulthood. We aimed at verifying feeding behavior in this model, with special focus in the hedonic compound, and correlate it to the dopaminergic mesolimbic pathway known to be involved in its regulation. Rat litters were standardized to 4 (small litter - SL) or 8 pups (normal litter- NL) at postnatal day 1. Weaning was at day 21, and all tests were conducted after day 84 of life. Chow consumption was measured at baseline, in response to 24h fasting, in the presence of palatable food, during social isolation and after 1 min. tail pinch stress. Prior to testing sweet food, rats were habituated to the sweet pellets. Locomotion was assessed in an automated box. The ventral tegmentar area (VTA) and nucleus accumbens were micro dissected from frozen brain slices. Muscular tissue was also dissected for assessing the phosphorylation of Akt in response to an insulin challenge. Akt, pAkt and TH proteins were assessed by Western-blot. The abdominal fat content was weighed. Results: SL rats were heavier than NL at all time points and had increased abdominal fat at sacrifice (p=0.035). Locomotor activity was not different with regard to total distance, but RL rats spent more time in the center of the box, an indicative of less anxiety (p=0.036). No difference was found in chow (p=0.085) or sweet food intake at baseline (p=0.65), but SL rats had higher intake of sweet pellets in a two food choice paradigm (p=0.017) and in response to tail pinch stress (test x group interaction, p=0.006). TH was higher in SL rats VTA (p=0.016) and in the nucleus accumbens (p=0.022). SL animals had decreased Akt in the muscle (p=0.047), which suggest a latent peripheral insulin resistance, but p-AKT and the AKT/p-AKT ratio were not different. In conclusion, exposure to overfeeding during the neonatal period decreases anxiety, induces obesity and programs the feeding behavior persistently, in such a way that the animals eat more palatable food. These results are associated with a higher TH protein content and transport in these animals, which suggests that the dopaminergic mesolimbic circuitry may involved in the behavioral findings.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-03-28T17:18:48Z No. of bitstreams: 1 marcellamartinsterra.pdf: 806333 bytes, checksum: ddcb9bfa5cba559b2065f375be59b1ad (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-03-28T17:32:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marcellamartinsterra.pdf: 806333 bytes, checksum: ddcb9bfa5cba559b2065f375be59b1ad (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-28T17:32:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcellamartinsterra.pdf: 806333 bytes, checksum: ddcb9bfa5cba559b2065f375be59b1ad (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Gestantes com acesso à superalimentação estão mais propensas a expor o feto ao desenvolvimento de distúrbios metabólicos quando adultos. O treinamento físico é um mecanismo de prevenção e tratamento desses distúrbios, pois promove melhoria no metabolismo e composição corporal. Este estudo avaliou o efeito protetor do exercício físico contra possíveis alterações metabólicas na geração F1 e F2, cujas mães foram submetidas à dieta high sugar/high fat (HS/HF). Ratas Wistar da geração F0 foram distribuídas em quatro grupos (n=10): CSed e CExe; DHSed e DHExe. Dos 21 dias de vida até o fim da lactação, os animais CSed/CExe receberam dieta padrão e animais DHSed/DHExe receberam dieta HS/HF. Animais dos grupos CExe/DExe realizaram treinamento físico, dos 21 aos 120 dias. Machos e fêmeas da geração F1 e F2 consumiram ração normocalórica e não realizaram treinamento físico sendo distribuídos em grupos (n=10) de acordo com a geração materna ao qual pertenciam. Na geração F0 houve aumento do peso corporal, adiposidade, glicose e perfil lipídico; o exercício reduziu os parâmetros bioquímicos entre os grupos DHSed/DHExe. O exercício materno teve efeito nas gerações futuras, sendo mais evidente em machos, reduzindo a adiposidade bem como as concentrações plasmáticas de glicose, triglicérides e preveniu efeitos prejudiciais da intolerância à glicose. O consumo materno de dieta rica em carboidratos simples e lipideos, aumentou os riscos para a saúde tanto na mãe quanto na prole, mostrando que o consumo de dieta HS/HF promove alterações metabólicas na prole, provavelmente por mecanismos epigenéticos. Porém o treinamento físico realizado pela geração F0 apresentou efeito protetor quanto a tais efeitos. / Pregnant individuals who overfeed are more likely to expose the fetus to the development of metabolic disorders in their adulthood. Physical training is a mechanism for the prevention and treatment of these disorders, since it improves metabolism and body composition. This study evaluated the protective effect of physical exercise against possible metabolic changes in generations F1 and F2, whose mothers were submitted to a high sugar/high fat (HS/HF) diet. Wistar rats from generation F0 were distributed in four groups (n=10): CSed and CExe; DHSed and DHExe. From 21 days of age until the end of the lactation period, CSed/CExe animals received standard feed, and DHSed/DHExe animals received HS/HF diet. Animals from groups CExe/DExe underwent physical training from 21 to 120 days of age. Males and females in generations F1 and F2 received normocaloric feed and did not perform physical training, being distributed into four groups (n=10) according to the maternal generation to which they belonged. In generation F0, there was an increase in body weight, adiposity, glucose and lipidic profile; the exercise reduced the biochemical parameters between groups DHSed/DHExe. Maternal exercise had an effect on future generations, being more evident in males, reducing adiposity as well as plasma glucose and triglyceride concentrations, and prevented prejudicial effects of glucose intolerance. Maternal overfeeding with Hypercaloric diet increased health risks both for mother and offspring, showing that HS/HF diet consumption promotes metabolic alterations in offspring, likely via epigenetic mechanisms. However, physical training performed by generation F0 proved to be protective against such effects.