Enquanto alguns trabalhos relatam que a administração crônica de F causa resistência à insulina, estudo recente do nosso grupo revelou que em animais com diabetes previamente induzido por estreptozotocina, a administração crônica de baixas doses de F aumenta a sensibilidade à insulina, por interferir em vias metabólicas musculares e hepáticas. Entretanto, o diabetes induzido por estreptozotocina causa alterações metabólicas diferentes do diabetes tipo 1. Desta forma, seria interessante verificar se o aumento da sensibilidade à insulina induzido por baixas doses de F também ocorreria utilizando um modelo de diabetes que mimetiza melhor o diabetes tipo 1 (camundongos NOD non-obese diabetic). Com base no exposto, o presente estudo investigou, em camundongos NOD recémdesmamados e expostos cronicamente a doses de F na água de beber que simulam a ingestão de F pela água artificial ou naturalmente fluoretada, se ocorrem alterações relacionadas à resistência à insulina, bem como na expressão de proteínas hepáticas e musculares. Para tanto, 24 camundongos NOD (não obesos diabéticos), obtidos imediatamente após o desmame, foram divididos em 3 grupos, de acordo com a concentração de F presente na água de beber (0, 10 ou 50 ppm), que foi administrada por um período de 21 dias. Decorrido o período experimental, os animais foram eutanasiados, sendo coletado o sangue para análise de F (eletrodo íon específico), glicose (método da glicose-oxidase) e insulina (ELISA), bem como o fígado e músculo gastrocnêmio, para análise proteômica quantitativa livre de marcadores (software Protein Linx Global Service). Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey, ou teste de Kruskal-Wallis e teste de Dunn (p<0,05). Apenas o grupo tratado com 50 ppm F apresentou concentração plasmática de F significativamente maior que o controle. Os animais tratados com 10 ppm F tiveram glicemia significativamente menor que o grupo controle, mas não houve diferença significativa entre os grupos em relação à insulinemia. A % de função das células pancreáticas foi significativamente maior no grupo tratado com 10 ppm F, quando comparado aos demais. A análise proteômica revelou alterações no perfil proteômico tanto do tecido muscular quanto do hepático. No tecido muscular, o grupo de 10 ppmF apresentou, em relação ao controle, expressão aumentada de proteínas envolvidas no metabolismo energético. Já o grupo de 50 ppm F, em relação ao controle, apresentou expressão aumentada de proteínas relacionadas à contração muscular, diferenciação do tecido adiposo marrom e apoptose. Para o tecido hepático, também foi observada expressão aumentada no grupo submetido a 10 ppm F em relação ao controle de proteínas envolvidas no metabolismo energético e síntese proteica, com destaque ainda para o aumento de isoformas de Glutathione S transferase, bem como de Heat shock-related 70 kDa protein 2. No grupo submetido a 50 ppmF foi observada alteração de proteínas envolvidas no metabolismo de espécies reativas de oxigênio e metabolismo energético. O aumento na expressão de proteínas antioxidantes, mediante tratamento com a baixa concentração de F, pode ajudar a explicar a proteção contra o desenvolvimento do diabetes, o que deve ser comprovado em estudos mecanísticos futuros. / While some studies report that chronic administration of fluoride (F) causes insulin resistance, a recent study in our group found that in animals with diabetes previously induced by streptozotocin diabetes, chronic low-dose F administration increases insulin sensitivity by interfering with metabolic pathways in muscle and liver. However, streptozotocin-induced diabetes causes different metabolic changes from type 1 diabetes. Thus, it would be interesting to see whether increased insulin sensitivity induced by low doses of F would also occur using a diabetes model that better mimics type1 diabetes (NOD mice - non-obese diabetic). Based on the foregoing, the present study investigated in NOD mice chronically exposed to doses of F in drinking water that simulate the ingestion of F by artificial or naturally fluoridated water, if there are changes related to insulin resistance as well as in the expression of liver and muscle proteins. Twenty-four NOD mice, obtained immediately after weaning, were divided into three groups, according to the concentration of F present in the drinking water (0, 10 or 50 ppm), which was administered by a period of 21 days. After the experimental period, the animals were euthanized and the blood was collected for analysis of F (ionspecific electrode), glucose (glucose oxidase method) and insulin (ELISA), as well as the liver and gastrocnemius muscle, for quantitative proteomic analysis (Protein Linx Global Service software). Data were analyzed by ANOVA and Tukey\'s test, or Kruskal- Wallis and Dunn\'s test (p <0.05). Only the group treated with 50 ppm F had plasma F concentration significantly higher than the control group. Animals treated with 10 ppm F had significantly lower glycemia than the control group, but there was no significant difference between the groups in relation to insulinemia. The % of pancreatic -cell function was significantly higher in the group treated with 10 ppm F compared to the others. Proteomic analysis revealed changes in the proteomic profile of both muscle and hepatic tissue. In the muscle tissue, the group of 10 ppm presented, in relation to the control, increased expression of proteins involved in energy metabolism. The group of 50 ppm F, in relation to 7control, presented increased expression of proteins related to muscle contraction, differentiation of brown adipose tissue and apoptosis. For hepatic tissue, increased expression was also observed in the group of 10 ppm F in relation to the control of proteins involved in energetic metabolism and protein synthesis, with emphasis also on the increase of Glutahione S transferase isoforms as well as Heat shock-related 70 kDa protein 2. In the group treated with 50 ppm F proteins related to ROS metabolism and energetic metabolism were altered. Increased expression of antioxidant proteins by treatment with low F concentration may help explain protection against the development of diabetes, which should be demonstrated in future mechanistic studies.

A descoberta da osteocalcina, uma proteína sintetizada por osteoblastos, como hormônio com efeitos positivos na resistência à insulina contribuiu para conceituar o osso como órgão endócrino. Pouco se conhece sobre os mecanismos moleculares de atuação da osteocalcina sobre o quadro de melhora de resistência à insulina, sendo assim o presente projeto teve o objetivo de desvendar alguns mecanismos moleculares da ação de osteocalcina na resistência à insulina e inflamação em camundongos obesos, e em adipócitos 3T3-L1. Camundongos controles, obesos tratados com solução salina e obesos tratados com osteocalcina não carboxilada foram submetidos aos testes de tolerância à insulina, ao piruvato e ao ensaio de sinalização da insulina in vivo, à coleta de sangue (análises bioquímicas e metabólicas), de tecido adiposo branco (TAB), de fígado e de fêmur. Os efeitos da osteocalcina não carboxilada na resistência à insulina e inflamação foram avaliados em adipócitos da linhagem 3T3-L1 desafiados com TNF-a. O conteúdo de mRNA foi analisado por PCR quantitativo e de proteína, por Western blotting. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento com osteocalcina não carboxilada melhora a sensibilidade à insulina in vivo em camundongos obesos. No tecido adiposo branco (TAB), a osteocalcina teve efeitos positivos como a redução na massa do TAB periepididimal, o aumento a expressão do gene Slc2a4 e o conteúdo proteico de GLUT4, melhora na fosforilação de AKT estimulada pela sinalização da insulina, além de reduzir a expressão de genes relacionados à inflamação e à maquinaria transcricional do inflamassomo e reduzir focos inflamatórios caracterizados pela ausência de coroas de macrófagos. Em adipócitos 3T3-L1 desafiados com TNF-a, a osteocalcina recuperou o conteúdo de Slc2a4/GLUT4 e reduziu a expressão de genes inflamatórios, além de que o tratamento com osteocalcina aumentou a fosforilação de AKT induzida pela insulina. No fígado, a osteocalcina aumentou a sensibilidade à insulina e aumentou a fosforilação de AKT induzida pela insulina in vivo e reduziu a expressão de mRNA de Tnfa, sem alterar a expressão da proteína GLUT2 e de seu respectivo gene. No osso, a osteocalcina melhorou a resistência a insulina por favorecer a fosforilação de AKT induzida pela sinalização da insulina e por reduzir a expressão de genes envolvidos na resistência à insulina, resultando no aumento da secreção de osteocalcina não carboxilada na circulação. Em conclusão, conseguiu-se demonstrar alguns mecanismos de ação da osteocalcina na melhora do quadro de resistência à insulina na obesidade, em que no TAB a osteocalcina melhora a resistência à insulina por diminuir a inflamação e aumentar a sinalização da insulina e a expressão de Slc2a4/GLUT4; no fígado, a osteocalcina melhorou a sinalização insulínica e reduziu a expressão de Tnfa; e no osso a osteocalcina aumentou a secreção de osteocalcina não carboxilada por melhorar a resistência à insulina. / The discovery of osteocalcin, a protein synthetized by osteoblasts, as a hormone that has positive effects on insulin resistance, contributed to support the concept of bone as an endocrine organ. However, very little is known about the molecular pathways involved in osteocalcin improved-insulin resistance. The presente study aimed to investigate the mechanisms of action of osteocalcin on insulin resistance and inammation in obese mice and 3T3-L1 adipocytes. Lean control, saline-treated obese and uncarboxylated osteocalcin (uOC)-treated obese mice were subjected to insulin and pyruvate tolerance test and insulin signaling assessment in vivo. Blood was collect for biochemical/metabolic prole analysis; and, liver, skeletal muscle, white adipose tissue(WAT) and bone were collected for protein (Western blotting) and mRNA (RT-qPCR) analysis. uOC effects on insulin resistance and inammation were also investigated in 3T3-L1 adipocytes challenged with tumor necrosis factor. Osteocalcin treatment improved in vivo insulin resistance in obese mice. In WAT, osteocalcin had positive effects such as WAT weight reduction; upregulation of glucose transporter (GLUT4) protein and its mRNA (Slc2a4); improved insulin-induced AKT phosphorylation; downregulation of several genes involved in inammation and inammassome transcriptional machinery, and reduction of the density of macrophage in crown-like structures (histomorphometrical analysis). Notably, in 3T3-L1 adipocytes, osteocalcin restored Slc2a4/GLUT4 content and reduced the expression of inammatory genes after TNF-a challenge; moreover, osteocalcin treatment increased AKT phosphorylation induced by insulin. In liver, osteocalcin treatment improved insulin resistance and increased AKT phosphorylation induced by insulin, and reduced the expression of Tnfa, not changing the expression of glucose transporter (GLUT2) protein and its mRNA (Slc2a2). Finally, it was observed that in bone, osteocalcin improves insulin resistance by increasing insulin-induced AKT phosphorylation and reducing the expression of genes involved in bone insulin resistance, resulting in increased secretion of uncarboxylated osteocalcin in circulation. We provided some mechanisms of action for osteocalcin in the amelioration of insulin resistance in obesity: in WAT, osteocalcin improves insulin resistance by decreasing inammation, and increasing insulin signaling and the expression of Slc2a4/GLUT4; in liver, the osteocalcin improved insulin resistance and reduced Tnfa expression; and, in bone, osteocalcin increases the secretion of uncarboxylated osteocalcin by improving insulin resistance.

O diabetes mellitus (DM) é a endocrinopatia mais prevalente no planeta. Na vigência de DM e de obesidade a inflamação subclínica, em decorrência do aumento de infiltrado de células inflamatórias e aumentada expressão de citocinas inflamatórias em tecidos essenciais no controle da homeostase glicêmica, tem importante participação no desenvolvimento da resistência à insulina. Em estados de hipo ou hipertireoidismo ocorre redução captação de glicose em resposta à insulina no tecido adiposo e muscular esquelético, o que reforça a importância da integridade da função tireoidiana para o controle glicêmico. Recentemente, diversos estudos vem apontando uma correlação positiva entre DM e disfunções tireoidianas. Neste contexto, a hipótese do presente estudo foi de que o tratamento com triiodotironina (T3) promove efeito benéfico na sensibilidade à insulina em modelos experimentais de DM ou obesidade, por modulação da expressão de citocinas inflamatórias. Para testar nossa hipótese, ratos DM tipo 1 DM1 (indução por aloxana) ou obesos (indução por dieta de cafeteria) foram tratados com T3 por 4 semanas. Os ratos DM1 apresentaram hipotireoidismo primário e aumento de infiltrado de células inflamatórias no tecido adiposo periepididimal (TAP) e da expressão de fator de necrose tumoral &alpha; (TNF-&alpha;) e interleucina-6 (IL-6) no TAP e no músculo sóleo. O tratamento com T3 promoveu redução da glicemia, aumento da sensibilidade à insulina, e redução da expressão de TNF-&alpha; e IL-6 no TAP e no músculo sóleo. Os animais obesos apresentaram hipertireoidismo subclínico, aumento da glicemia, e redução da sensibilidade à insulina. O tratamento com T3 nesse modelo experimental promoveu aumento da sensibilidade à insulina e da tolerância à glicose e redução da expressão de TNF-&alpha; e IL-6 no TAP e no músculo sóleo. Apesar dos efeitos colaterais do T3 na função cardíaca, não foi observado nenhuma alteração na pressão arterial dos animais DM1 tratados com T3. A partir do presente estudo, pode-se concluir que o tratamento com T3 promove melhora da sensibilidade à insulina em ratos DM1 e obesos, mecanismo que envolve a redução da expressão de citocinas inflamatórias no tecido adiposo e muscular esquelético. / Diabetes meliitus (DM) is the endocrinopathy most prevalent around the world. The subclinical inflammation in DM and obesity has important role on insulin resistance development and is caused in consequence of increased inflammatory cells infiltration and expression of inflammatory cytokines in tissues which are essential to glucose homeostasis. Hipo or hiperthyroidism states there is decreased insulin-induced glucose uptake in adipose tissue and skeletal muscle, which reinforces the importance of thyroid function integrity to glycemia control. Lately, several studies have pointed positive relationship between DM and thyroid dysfunctions. In this context, we hypothesis of the present study was that triiodothyronine (T3) could promotes benefitial effects on insulin sensitivity by altering expression of inflammatory cytokines in experimental models of DM or obesity. In order to this hypothesis, type 1 DM - DM1 (alloxan induced) or obese (cafeteria diet induced) rats were treated with T3 during 4-week period. The DM1 rats presented primary hypothyroidism and increased inflammatory cells infiltration and expression of inflammatory tumoral necrosis factor (TNF-&alpha;) and interleukin-6 (IL-6) on epididymal adipose tissue (EAT) and soleus skeletal muscle. The treatment with T3 promoted reduction of glycemia, improvement of insulin sensitivity and decrease on expression of TNF-&alpha; and IL-6 in EAT and soleus skeletal muscle. The obese rats presented subclinical hyperthyroidism, increased glycemia and reduction of insulin sensitivity. The treatment with T3 in this experimental model promoted increase on insulin sensitivity and glucose tolerance, furthermore, reduction in expression of TNF-&alpha; and IL-6 in EAT and soleus skeletal muscle. Even though, side effects of T3 on cardiac function, it was not observed any alteration in arterial pressure of DM1 rats treated with T3. Taken together the results of the present study, it could be conclude that treatment with T3 promotes improvement on insulin sensitivity in DM1 and obese rats, mechanism which involves reduction in expression of inflammatory cytokines on adipose tissue and skeletal muscle.

No músculo esquelético (ME) resistente à insulina, a disponibilidade elevada de ácidos graxos (AGs) livres observada na obesidade provoca alterações na função mitocondrial. Sendo os microRNAs (miRs) moléculas recentemente apontadas na regulação gênica de vias metabólicas, nosso objetivo foi investigar em ME de camundongos com resistência à insulina (RI) induzida por dieta hiperlipídica durante 8 semanas, tratados com fenofibrato (CF e HF) ou metilcelulose (veículo; grupos C e H) nas duas semanas antes do sacrifício, se os miRs-1a, 133a/b, 206, 208b, 499 e miR-223 participam da patogênese da RI. O quadro de RI foi induzido no grupo H e o fenofibrato reverteu parcialmente a RI (grupo HF) observada através das alterações em parâmetros metabólicos e enzimáticos, que parecem ser mediados pelo miR-1a regulando a proteína AMPK&#945;2. O aumento na transcrição de AMPK&#945;2 ativa processos catabólicos tais como a captação de glicose e oxidação de AGs, sendo considerada a principal enzima reguladora do metabolismo celular ao estimular a expressão de genes mitocondriais via PGC-1&#945;. / In skeletal muscle (SM) tissue, evidences suggest that the high availability of free fatty acids (FFAs) observed in obesity plays a central role in the development of insulin resistance (IR) by causing changes in mitochondrial function. Since microRNAs (miRs) are recently identified molecules acting as gene regulators of metabolic pathways, we aimed to investigate in SM of insulin resistant mice induced by 8 weeks of high-fat diet (HFD) feeding, treated with fenofibrate (CF and HF) or metilcelulose (vehicle, C and H) two weeks before euthanasia, if miRs-1a, 133a/b, 206, 208b, 499 and 223 are involved in IR pathogenesis. IR was induced after 8 weeks of HFD (H), and fenofibrate treatment (HF) partially reverted this condition by causing alterations on metabolic and enzymatic parameters, which seems to be mediated by miR-1a regulating AMPK&#945;2 protein. AMPK&#945;2 increased translation active catabolic processes such as glucose uptake and FFAs oxidation, being considered the main regulator of cell metabolism by stimulating mitochondrial genes expression via PGC-1&#945;.

Enquanto alguns trabalhos relatam que a administração crônica de F causa resistência à insulina, estudo recente do nosso grupo revelou que em animais com diabetes previamente induzido por estreptozotocina, a administração crônica de baixas doses de F aumenta a sensibilidade à insulina, por interferir em vias metabólicas musculares e hepáticas. Entretanto, o diabetes induzido por estreptozotocina causa alterações metabólicas diferentes do diabetes tipo 1. Desta forma, seria interessante verificar se o aumento da sensibilidade à insulina induzido por baixas doses de F também ocorreria utilizando um modelo de diabetes que mimetiza melhor o diabetes tipo 1 (camundongos NOD non-obese diabetic). Com base no exposto, o presente estudo investigou, em camundongos NOD recémdesmamados e expostos cronicamente a doses de F na água de beber que simulam a ingestão de F pela água artificial ou naturalmente fluoretada, se ocorrem alterações relacionadas à resistência à insulina, bem como na expressão de proteínas hepáticas e musculares. Para tanto, 24 camundongos NOD (não obesos diabéticos), obtidos imediatamente após o desmame, foram divididos em 3 grupos, de acordo com a concentração de F presente na água de beber (0, 10 ou 50 ppm), que foi administrada por um período de 21 dias. Decorrido o período experimental, os animais foram eutanasiados, sendo coletado o sangue para análise de F (eletrodo íon específico), glicose (método da glicose-oxidase) e insulina (ELISA), bem como o fígado e músculo gastrocnêmio, para análise proteômica quantitativa livre de marcadores (software Protein Linx Global Service). Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey, ou teste de Kruskal-Wallis e teste de Dunn (p<0,05). Apenas o grupo tratado com 50 ppm F apresentou concentração plasmática de F significativamente maior que o controle. Os animais tratados com 10 ppm F tiveram glicemia significativamente menor que o grupo controle, mas não houve diferença significativa entre os grupos em relação à insulinemia. A % de função das células pancreáticas foi significativamente maior no grupo tratado com 10 ppm F, quando comparado aos demais. A análise proteômica revelou alterações no perfil proteômico tanto do tecido muscular quanto do hepático. No tecido muscular, o grupo de 10 ppmF apresentou, em relação ao controle, expressão aumentada de proteínas envolvidas no metabolismo energético. Já o grupo de 50 ppm F, em relação ao controle, apresentou expressão aumentada de proteínas relacionadas à contração muscular, diferenciação do tecido adiposo marrom e apoptose. Para o tecido hepático, também foi observada expressão aumentada no grupo submetido a 10 ppm F em relação ao controle de proteínas envolvidas no metabolismo energético e síntese proteica, com destaque ainda para o aumento de isoformas de Glutathione S transferase, bem como de Heat shock-related 70 kDa protein 2. No grupo submetido a 50 ppmF foi observada alteração de proteínas envolvidas no metabolismo de espécies reativas de oxigênio e metabolismo energético. O aumento na expressão de proteínas antioxidantes, mediante tratamento com a baixa concentração de F, pode ajudar a explicar a proteção contra o desenvolvimento do diabetes, o que deve ser comprovado em estudos mecanísticos futuros. / While some studies report that chronic administration of fluoride (F) causes insulin resistance, a recent study in our group found that in animals with diabetes previously induced by streptozotocin diabetes, chronic low-dose F administration increases insulin sensitivity by interfering with metabolic pathways in muscle and liver. However, streptozotocin-induced diabetes causes different metabolic changes from type 1 diabetes. Thus, it would be interesting to see whether increased insulin sensitivity induced by low doses of F would also occur using a diabetes model that better mimics type1 diabetes (NOD mice - non-obese diabetic). Based on the foregoing, the present study investigated in NOD mice chronically exposed to doses of F in drinking water that simulate the ingestion of F by artificial or naturally fluoridated water, if there are changes related to insulin resistance as well as in the expression of liver and muscle proteins. Twenty-four NOD mice, obtained immediately after weaning, were divided into three groups, according to the concentration of F present in the drinking water (0, 10 or 50 ppm), which was administered by a period of 21 days. After the experimental period, the animals were euthanized and the blood was collected for analysis of F (ionspecific electrode), glucose (glucose oxidase method) and insulin (ELISA), as well as the liver and gastrocnemius muscle, for quantitative proteomic analysis (Protein Linx Global Service software). Data were analyzed by ANOVA and Tukey\'s test, or Kruskal- Wallis and Dunn\'s test (p <0.05). Only the group treated with 50 ppm F had plasma F concentration significantly higher than the control group. Animals treated with 10 ppm F had significantly lower glycemia than the control group, but there was no significant difference between the groups in relation to insulinemia. The % of pancreatic -cell function was significantly higher in the group treated with 10 ppm F compared to the others. Proteomic analysis revealed changes in the proteomic profile of both muscle and hepatic tissue. In the muscle tissue, the group of 10 ppm presented, in relation to the control, increased expression of proteins involved in energy metabolism. The group of 50 ppm F, in relation to 7control, presented increased expression of proteins related to muscle contraction, differentiation of brown adipose tissue and apoptosis. For hepatic tissue, increased expression was also observed in the group of 10 ppm F in relation to the control of proteins involved in energetic metabolism and protein synthesis, with emphasis also on the increase of Glutahione S transferase isoforms as well as Heat shock-related 70 kDa protein 2. In the group treated with 50 ppm F proteins related to ROS metabolism and energetic metabolism were altered. Increased expression of antioxidant proteins by treatment with low F concentration may help explain protection against the development of diabetes, which should be demonstrated in future mechanistic studies.

Neste estudo, avaliamos o efeito da restrição calórica e do treinamento resistido na massa corporal e na sensibilidade à insulina de ratas ovariectomizadas. 80 ratas fêmeas da linhagem Holtzman foram distribuídas em 8 grupos (n=10 cada): ovariectomizado (OVX), ovariectomizado com restrição calórica (OVX RC), ovariectomizado com treinamento resistido (OVX TR), ovariectomizado com restrição calórica e treinamento resistido (OVX TR+RC), Sham operado (SHAM), Sham com restrição calórica (SHAM RC), sham com treinamento resistido (SHAM TR), sham com restrição calórica e treinamento resistido (SHAM TR+RC). Após 13 semanas de intervenção, foram analisados: massa corporal, gordura corporal; concentrações sanguíneas de glicose, insulina e adiponectina; conteúdo de AKT total e fosforilada, pi3k e Glut 4 (nos tecidos adiposos subcutâneo e retroperitoneal). As ratas ovariectomizadas (OVX, OVX RC, OVX TR e OVX TR+RC) apresentaram maior massa corporal e gordura corporal quando comparadas ao grupo SHAM. As concentrações de glicose e insulina foram semelhantes em todos os grupos experimentais, porém a concentração de adiponectina foi menor nos grupos ovariectomizados (OVX, OVX RC, OVX TR e OVX TR+RC), quando comparados ao grupo SHAM. A RC e o TR aumentaram a concentração de adiponectina quando comparado ao grupo OVX. Não houve diferença entre os grupos em relação à via de sinalização da insulina nos tecidos adiposos subcutâneo e retroperitoneal. Concluímos que a ovariectomia causa aumento de massa e gordura corporal, levando à menor concentração de adiponectina, e que a RC e o TR alteram estas modificações. / In this study, we evaluated the effect of calorie restriction and strength training on the body weight and insulin sensitivity of ovariectomized rats. Eighty female Holtzman rats were divided into eight groups (n=10 per group): ovariectomized (OVX), ovariectomized plus calorie restriction (OVX-CR), ovariectomized plus strength training (OVX-ST), ovariectomized plus strength training and calorie restriction (OVX-ST+CR), sham operated (SHAM), sham plus calorie restriction (SHAM-CR), sham plus strength training (SHAM-ST), and sham plus strength training and calorie restriction (SHAM-ST+CR). The following variables were analyzed after 13 weeks of intervention: body weight; body fat; blood concentrations of glucose, insulin and adiponectin; total and phosphorylated AKT content; pi3k and Glut 4 (in subcutaneous and retroperitoneal adipose tissues). Ovariectomized rats (OVX, OVX-CR, OVX-ST, and OVX-ST+CR) had a higher body weight and body fat than SHAM animals. Glucose and insulin concentrations were similar in all experimental groups, but adiponectin concentration was lower in the ovariectomized groups (OVX, OVX-CR, OVX-ST, and OVX-ST+CR) when compared to the SHAM group. Calorie restriction and ST increased the concentration of adiponectin when compared to the OVX group. There was no difference between groups in terms of insulin signaling in subcutaneous or retroperitoneal adipose tissue. We conclude that ovariectomy increases body weight and body fat, reducing adiponectin concentration, and that CR and ST alter these modifications.

O aumento da prevalência do diabete melito do tipo 2 (DM2) é intenso e implica ampla busca pela prevenção e tratamento da doença. Estudos têm mostrado a participação do zinco na síntese, secreção e via de sinalização da insulina e sobre o controle glicêmico. Este trabalho objetivou analisar o mecanismo de ação do zinco no controle da secreção de insulina e no controle glicêmico, de modo a entender se a suplementação com o zinco previne ou retarda a manifestação do DM2. O projeto foi aprovado pela CEUA-ICB (USP). Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em 4 grupos experimentais: dieta controle (NFD); dieta controle suplementada com ZnCl2 (NFDZ); dieta hiperlipídica (HFD); e dieta hiperlipídica suplementada com ZnCl2 (HFDZ). A massa corporal, a ingestão de ração e água e a glicemia foram acompanhados semanalmente. Testes intraperitoneais de tolerância à glicose (ipGTT) e à insulina (ipITT) foram realizados na 14ª semana de tratamento. Completado as 15 semanas de tratamento a glicemia, a insulinemia e a zincemia foram analisadas, sendo aplicados os testes de HOMA-IR e HOMA-&#946;. Em ilhotas pancreáticas isoladas foi analisada a secreção estática de insulina em diferentes concentrações de glicose. O teste de captação e metabolismo de glicose foi feito no músculo sóleo e a análise do conteúdo das proteínas AKT e GSK3-&#946; foi feita no músculo sóleo e no fígado. Os dados (média±SEM) foram analisados por Two-way ANOVA com pós-teste Bonferoni ou por teste t de Student (P 0,05). A suplementação com zinco melhorou a disfunção glicêmica induzida por dieta hiperlipídica, sem no entanto afetar a resistência à insulina ou a secreção de insulina por ilhotas isoladas. / The increase in prevalence of type 2 diabetes mellitus (DM2) is intense and implies broad quest for prevention and treatment of disease. Studies have shown the participation of zinc in the synthesis, secretion and signaling pathway of insulin and the glucose control. This study aimed to analyze the mechanism of action of zinc in the control of insulin secretion and glucose control in order to understand whether supplementation with zinc prevents or delays the manifestation of DM2. The project was approved by CEUA-ICB (USP). Male mice C57BL/6 were divided en 4 groups: control diet (NFD); control diet supplemented with ZnCl2 (NFDZ); high fat diet (HFD); and high fat diet supplemented with ZnCl2 (HFDZ). Body weight, feed intake and water and the glucose levels were monitored weekly. Intraperitoneal glucose tolerance test (ipGTT) and insulin (ipITT) were performed at the 14th week of treatment. Completing the 15 weeks of the treatment glycemia, insulinemia and zincemia were analyzed, being applied HOMA-IR and HOMA-&#946; tests. In isolated islets was assessed the static insulin secretion at different glucose concentrations. The uptake and glucose metabolism test was done in the soleus muscle and the content analysis of the AKT and GSK3-&#946; protein was made in the soleus muscle and liver. The data (mean ± SEM) were analyzed by two-way ANOVA with Bonferoni post-test or Student\'s t test (P < 0,05). Zinc supplementation improves glucose dysfunction induced by high fat diet, without nonetheless affecting insulin resistance and insulin secretion by isolated islets.

Introdução: A microbiota intestinal possui grande diversidade de bactérias, predominantemente dos filos Bacteroidetes e Firmicutes, com múltiplas funções. A alimentação pode alterar sua composição e função. Alto teor de gordura saturada altera a permeabilidade intestinal, eleva os lipopolissacarídeos e predispõe à inflamação subclínica crônica. Dieta rica em fibras, como a vegetariana, induz elevação de ácidos graxos de cadeia curta e benefícios metabólicos. Objetivos: Para analisar a composição da microbiota intestinal de adventistas com diferentes hábitos alimentares e associá-los à inflamação subclínica e resistência à insulina, esta tese incluiu: 1) revisão dos mecanismos que associam a alimentação à microbiota intestinal e ao risco cardiometabólico; 2) verificação da composição da microbiota intestinal segundo diferentes hábitos alimentares e de associações com biomarcadores de doenças cardiometabólicas; 3) avaliação da associação entre a abundância de Akkermansia muciniphila e o metabolismo da glicose; 4) análise da presença de enterótipos e de associações com características clínicas. Métodos: Este estudo transversal incluiu 295 adventistas estratificados segundo hábitos alimentares (vegetariano estrito, ovo-lacto-vegetariano e onívoro). Foram avaliadas associações com dados clínicos, bioquímicos e inflamatórios. O perfil da microbiota foi obtido por sequenciamento do gene 16S rRNA (Illumina® Miseq). Resultados: 1) Há evidências de que as relações entre dieta, inflamação, resistência à insulina e risco cardiometabólico são em parte mediadas pela composição da microbiota intestinal. 2) Vegetarianos apresentaram melhor perfil clínico quando comparados aos onívoros. Confirmou-se maior abundância de Firmicutes e Bacteroidetes, que não diferiram segundo a adiposidade corporal. Entretanto, vegetarianos estritos apresentaram mais Bacteroidetes, menos Firmicutes e maior abundância do gênero Prevotella quando comparados aos outros dois grupos de hábitos alimentares. Entre os ovo-lactovegetarianos verificou-se maior proporção de Firmicutes especialmente do gênero Faecalibacterium. Nos onívoros, houve super-representação do filo Proteobacteria (Succinivibrio e Halomonas) comparados aos vegetarianos. 3) Indivíduos normoglicêmicos apresentaram maior abundância de Akkermansia muciniphila que aqueles com glicemia alterada. A abundância desta bactéria correlacionou-se inversamente à glicemia e hemoglobina glicosilada. 4) Foram identificados três enterótipos (Bacteroides, Prevotella e Ruminococcaceae), similares àqueles previamente descritos. As concentrações de LDL-C foram menores no enterótipo 2, no qual houve maior frequência de vegetarianos estritos. Discussão: 1) Conhecimentos sobre participação da microbiota na fisiopatologia de doenças poderão reverter em estratégias para manipulá-la para promover saúde. 2) Apoia-se a hipótese de que hábitos alimentares se associam favorável ou desfavoravelmente a características metabólicas e inflamatórias do hospedeiro via alterações na composição da microbiota intestinal. Sugerimos que a exposição a alimentos de origem animal possa impactar negativamente nas proporções de comunidades bacterianas. 3) Sugerimos que a abundância da Akkermansia muciniphila possa participar do metabolismo da glicose. 4) Reforçamos que a existência de três enterótipos não deva ser específica de certas populações/continentes. Apesar de desconhecido o significado biológico destes agrupamentos, as correlações com o perfil lipídico podem sugerir sua utilidade na avaliação do risco cardiometabólico. Conclusões: Nossos achados fortalecem a ideia de que a composição da microbiota intestinal se altera mediante diferentes hábitos alimentares, que, por sua vez, estão associados a alterações nos perfis metabólicos e inflamatórios. Estudos prospectivos deverão investigar o potencial da dieta na prevenção de distúrbios cardiometabólicos mediados pela microbiota. / Introduction: The gut microbiota has great bacterial diversity, predominantly of the phyla Bacteroidetes and Firmicutes, with multiple functions. Diet can alter their composition and function. High amount of saturated fat alters intestinal permeability, raises the lipopolysaccharides and predisposes to low-grade inflammation. High-fiber diet, such as the vegetarian, induces the elevation of short-chain fatty acids and metabolic benefits. Objectives: To analyze the composition of gut microbiota of Adventists with diverse dietary patterns and associate them to the low grade inflammation and insulin resistance this thesis included: 1) review of underlying mechanisms of the association of diet, gut microbiota composition and cardiometabolic risk; 2) analysis of the gut microbiota composition according to different dietary patterns and associations with biomarkers of cardiometabolic diseases; 3) evaluation of the association between the Akkermansia muciniphila abundance and glucose metabolism; 4) analysis of the presence of enterotypes and associations with clinical characteristics. Methods: This cross-sectional study included 295 Adventists stratified according to dietary patterns (strict vegetarian, lacto-ovo-vegetarian and omnivore). Their associations with clinical, biochemical and inflammatory data were evaluated. The microbiota profile was obtained by sequencing 16S rRNA genes (Illumina® Miseq). Results: 1) There are evidences that the relationship among diet, inflammation, insulin resistance and cardiometabolic risk are partly mediated by the gut microbiota. 2) Vegetarians showed better clinical profile when compared to omnivores. It was confirmed greater abundance of Firmicutes and Bacteroidetes, which did not differ according to adiposity. However, strict vegetarians had more Bacteroidetes, fewer Firmicutes and higher abundance of genus Prevotella when compared to the other two groups of dietary patterns. The lacto-ovo-vegetarians had higher proportion of Firmicutes especially the genus Faecalibacterium. In the omnivores, there was overrepresentation of the Gammaproteobacteria (Succinivibrio and Halomonas) compared to vegetarians. 3) Normoglycemic individuals had higher abundance of Akkermansia muciniphila compared to those with abnormal glycemic profile. The abundance of this bacterium was inversely correlated to fasting glucose and glycated hemoglobin. 4) Three enterotypes were identified (Bacteroides, Prevotella and Ruminococcaceae), similar to those previously described. LDL-C concentrations were lower in enterotype 2, in which a higher frequency of strict vegetarians was found. Discussion: 1) Knowledge on the involvement of the microbiota in the pathophysiology of diseases could reverse on strategies to manipulate it to promote health. 2) Our data support the hypothesis that dietary patterns could be favorably or unfavorably associated with metabolic and inflammatory processes, via changes in the gut microbiota composition. We suggest that exposure to animal food could negatively impact on the proportions of bacterial communities. 3) We also suggest that the abundance of Akkermansia muciniphila can participate in the glucose metabolism. 4) We reinforce that the existence of three enterotypes should not be specific to certain populations/continents. Although the biological significance of these clusters remains unknown, the correlations with lipid profile may suggest their usefulness in the assessment of the cardiometabolic risk. Conclusions: Our findings reinforce the idea that the gut microbiota composition is altered by different dietary patterns, which, in turn, are associated with changes in metabolic and inflammatory profiles. Prospective studies should investigate the potential of diet to prevent microbiota-mediated cardiometabolic disorders.

A resistência dos tecidos à ação da insulina é uma das principais complicações do excesso de peso. O aumento da gordura corporal, decorrente do consumo excessivo de nutrientes, é acompanhado por um quadro de inflamação crônica de baixa intensidade que está relacionado com a fisiopatologia da resistência à insulina. O magnésio (Mg) é um mineral envolvido com diversos processos fisiológicos e bioquímicos, especialmente aqueles relacionados ao metabolismo energético e ao controle glicêmico. Apesar de a deficiência deste mineral estar relacionada com condições pré-diabéticas, não está claro se a inadequação dietética promove alterações na sensibilidade à insulina e/ou se condições de resistência à insulina causam distúrbios na homeostase de Mg. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da restrição dietética de Mg e sua associação com o excesso de lipídios sobre a homeostase do mineral e a sensibilidade à insulina. Ratos Wistar, machos, com peso entre 97-123 g, permaneceram em gaiolas individuais por 24 semanas. Os animais receberam rações normolipídicas (CON, 7% de lipídios) ou hiperlipídicas (HL, 32% de lipídios), adequadas (CON e HL Mg; 500 mg de Mg/kg de ração; n = 6 para cada grupo) ou com restrição de Mg (Mg[50] e HL Mg[50]; 50 mg de Mg/kg de ração; n = 6 para cada grupo). O consumo da dieta HL promoveu maior acúmulo de tecido adiposo e maior ganho de peso corporal (p < 0,05). Os animais que consumiram rações com restrição de Mg apresentaram hipomagnesemia (p<0,01), menor excreção urinária (p < 0,01) e fecal (p < 0,001) de Mg e menor concentração óssea desse mineral (p < 0,001). No entanto, não foram observadas alterações no Mg muscular (p > 0,05). O grupo HL Mg[50] apresentou maior concentração de Mg no eritrócito quando comparado aos outros grupos. A restrição dietética de Mg, isoladamente, não promoveu alterações na sensibilidade à insulina (avaliada pelo teste de tolerância à insulina). Quando associada à dieta hiperlipídica, resultou em aumento da glicemia de jejum e em redução da sensibilidade à insulina, após 16 semanas (p < 0,01). Em nível molecular, a fosforilação da proteína quinase B (Akt) no músculo e no fígado foi significantemente menor no grupo HL Mg[50] (p < 0,05). A restrição dietética de Mg induziu ao aumento do conteúdo proteico dos canais TRPM6 e TRPM7 no rim, independentemente da sensibilidade à insulina. Os resultados deste estudo apontam que a deficiência de Mg tende a agravar as repercussões metabólicas do consumo de dietas hiperlipídicas na sensibilidade à insulina e que a resistência à insulina altera a compartimentalização do Mg. / Insulin resistance is one of the main complications of overweight. Increase body fat, due to excessive consumption of nutrients is accompanied by a chronic low-grade inflammation related to insulin resistance pathophysiology. Magnesium (Mg) is a mineral involved in many physiological and biochemical processes, especially those related to energy metabolism and glycemic control. Although Mg deficiency is related to pre-diabetic conditions, it is unclear whether dietary inadequacy promotes changes in insulin sensitivity and/or if conditions of insulin resistance cause disturbances in Mg homeostasis. This work aimed to investigate the effects of dietary Mg restriction and its association with high-fat diet on mineral homeostasis and insulin sensitivity. Male Wistar rat (97-123 g) remained in individual cages for 24 weeks. Animals received normolipid diet (CON, 7% lipid) or high-fat diet (HF, 32% lipid), adequate (CON and HF, 500 mg Mg / kg diet, n = 6 for each group) or Mg restricted (Mg[50] and HF Mg[50], 50 mg of Mg / kg of diet, n = 6 for each group). High-fat diet promoted a greater adipose tissue excess and body weight gain (p<0.05). Animals with Mg restricted diet had hypomagnesemia (p<0.01), lower Mg urinary (p<0.01) and faecal loss (p<0.001) and lower bone Mg concentration (p<0.001). However, no changes were observed in muscle Mg (p>0.05). HF Mg[50] group presented higher concentration of erythrocyte Mg when compared to the other groups. Singly, dietary Mg restriction did not induce changes in insulin sensitivity (as assessed by the insulin tolerance test). When associated with high-fat diet, dietary Mg restriction resulted in higher fasting glycemia and lower insulin sensitivity after 16 weeks (p<0.01). At the molecular level, protein kinase B (Akt) phosphorylation in muscle and liver was significantly lower in HFMg [50] group (p<0.05). Dietary Mg restriction induced increased protein content of renal TRPM6 and TRPM7 channels, regardless of insulin sensitivity. The results of this study indicate that Mg deficiency worsens metabolic effects of high-fat diet on insulin sensitivity. In addition, insulin resistance changes Mg compartmentalization.

O ácido palmitoleico (POA) é descrito como uma lipocina, capaz de melhorar a responsividade à insulina, estimular a oxidação de lipídios e reduzir a inflamação, efeitos essenciais para o controle da doença do fígado gorduroso não alcoólico (NAFLD). Assim, investigamos se o POA pode proteger contra os efeitos deletérios de uma dieta rica em gordura saturada (HF-L) ou gordura trans (HF-T), verificando a participação de PPAR&#945; e PPAR&#947;. Para tanto utilizamos camundongos selvagens alimentados com uma dieta padrão (SD), ou animais knockout total de PPAR&#945; (PPAR&#945;KO) ou com deleção de PPAR&#947; em células mielóides (PPAR&#947;KOLyzCre+) alimentados com HF. As dietas foram administradas por 12 semanas, e a partir da 10ª semana os animais foram suplementados com ácido oleico ou POA (300mg/kg). Utilizamos também macrófagos intraperitoneais extraídos de animais WT, PPAR&#945;KO e PPAR&#947;KOLyzCre+ alimentados com SD com LPS ou LPS + POA (600uM). A HF promoveu resistência à insulina, esteatose e inflamação exacerbada no fígado dos animais, independente do genótipo. Embora não tenha reduzido o acúmulo ectópico de lipídios no fígado, ou modulado a expressão de fatores lipogênicos, POA melhorou a resposta à insulina periférica e hepática. No fígado, POA não modulou fatores da cascata de insulina, ou a produção de adiponectina, porém, estimulou a ativação de AMPK e aumentou os níveis FGF-21, de forma dependente de PPAR&#945;. POA reduziu a inflamação hepática, por diminuir TLR4, NF&#954;B e fatores do inflamassoma, mas principalmente, por inibir a polarização de macrófagos do fígado para o fenótipo M1, um efeito que ocorreu mesmo em animais PPAR&#947;KOLyzCre+, apesar da maior expressão gênica e proteica de PPAR&#947; observada em macrófagos com POA, in vivo e in vitro. Nossos dados indicam que o POA promove efeitos benéficos contra intolerância à glicose e resistência à insulina hepática e periférica induzida por dieta rica em gordura, por ativação de AMPK, FGF21 e PPAR&#945;. E, por reduzir a polarização M1 de macrófagos, independente de PPARs, este ácido graxo 16:1n-7 é capaz de reduzir a inflamação no fígado induzida por dieta hiperlipídica. / Palmitoleic acid (POA) is described as a lipokine, capable of improving insulin responsiveness, stimulating lipid oxidation and reducing inflammation, essential for the control of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Thus, we investigated whether POA can protect against the deleterious effects of a diet rich in saturated fat (HF-L) or trans fat (HF-T), verifying the role of PPAR&#945; and PPAR&#947;. We used wild-type mice fed a standard diet (SD), or whole-body PPAR&#945; knockout (PPAR&#945;KO) mice or mice with myeloid cells selective-delected PPAR&#947; (PPAR&#947;KOLyzCre+) fed a HF. The diets were administered for 12 weeks, and from the 10th week the animals were supplemented with oleic acid or POA (300mg/kg). Intraperitoneal macrophages extracted from WT, PPAR&#945;KO and PPAR&#947;KOLyzCre+ mice fed SD and stimulated with LPS or LPS+POA (600&#956;M), were also analyzed. HF promoted insulin resistance, steatosis and exacerbated inflammation in the liver of mice, regardless of genotype. Although it did not reduce the lipids ectopic accumulation in the liver, or modulated the lipogenic factors expression, POA improved the peripheral and hepatic insulin response. In the liver, POA did not modulate factors of the insulin cascade, or adiponectin production, however, stimulated AMPK activation and increased FGF-21 levels, in a PPAR&#945;-dependent manner. POA reduced liver inflammation by decreasing TLR4, NF&#954;B and inflammatory factors, but mainly by inhibiting the macrophage polarization of the liver to the M1 phenotype, an effect that occurred even in PPAR&#947;KOLyzCre+ mice, despite the increased gene and protein expression of PPAR&#947; observed in macrophages with POA, in vivo and in vitro. Our data indicate that the POA promotes beneficial effects against glucose intolerance and hepatic and peripheral insulin resistance induced by a high fat diet through the activation of AMPK, FGF21 and PPAR&#945;. And, by reducing the M1 polarization of macrophages, independent of PPARs, this 16: 1n-7 fatty acid is able to reduce inflammation in the liver induced by high fat diet.