Background Obesity is currently one of the major causes of ill health and it is clear that overeatingis the cause of obesity. However, the actions of many endogenous factors that contribute to overeating are still not well understood. Gamma-aminobutyric acid (GABA)-ergic transmission has been shown to be of great importance for food intake regulation. The progesterone metabolite allopregnanolone is a potent positive GABAA receptor modulating steroid (GAMS) and in humans, elevated allopregnanolone levels have been suggested to be involved in increased food intake, and also with overweight and obesity. GABAA receptors that express the α2 and α3 subunits are proposed to be the main subtypes involved in food intake regulation. Therefore, the aims of the work in this thesis were to further investigate the effect of allopregnanolone on food intake, feeding behaviour, possible effects on weight gain and also to characterize a possible antagonist at α2β3γ2and α3β3γ2 GABAA receptors. Methods Allopregnanolone effects on food intake of different food items were recorded in male Wistar rats. Feeding patterns were analyzed. Food preference tests were also conducted and rats were repeatedly exposed to allopregnanolone under different feeding conditions to elucidate possible effects on body weight gain. To deeper investigate GABAA receptor subtypes suggested to be involved in food intake regulation, electrophysiological whole-cell patch-clamp recordings were performed to identify the specificity of the GAMS antagonist UC1020, at human α2β3γ2 and α3β3γ2 GABAA receptors expressed in HEK293-cells. Results Allopregnanolone increased the intake of standard chow, cookies and a high fat diet in male Wistar rats. Preferentially, allopregnanolone increased the rats´intake of the more calorie dense food type. Allopregnanolone reduced feeding latency and prolonged feeding duration. The increased chow intake induced by allopregnanolone was more pronounced at the beginning of the rats´ active period compared to the inactive. Repeated allopregnanolone administration during 5 consecutive days led to an increased body weight gain, more evident in schedule fed rats on a high fat diet. Both obesity prone and obesity resistant rats gained significantly more weight with repeated allopregnanolone exposure and the increased body weight gain correlated with increased food intake. The compound UC1020 was a potent antagonist of GAMS-enhanced GABA evoked currents at human α3β3γ2 GABAA receptors, whereas it had no effect at α2β3γ2 GABAA receptors. Conclusions Our findings indicate that allopregnanolone induced hyperphagia may be one of the endogenous factors involved in weight gain, especially when the diet is energy-rich. The compound UC1020 may prove useful for investigating the involvement of the α2 and α3 GABAA receptor subtypes in GAMS-induced hyperphagia.

Orientador: Thais Borges César / Banca: Neuza Mariko Aymoto Hassimoto / Banca: Amanda Martins Baviera / Resumo: Objetivo: Avaliar efeitos regulatórios da tangeritina e heptametoxiflavona sobre perfil bioquímico, inflamação e estresse oxidativo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica. Métodos: 50 camundongos C57BL/6J machos foram divididos aleatoriamente em 4 grupos: Controle, alimentados com dieta padrão (n=10); DH, alimentados apenas com dieta hiperlipídica (n=10); TAN, alimentados com dieta hiperlipídica e suplementados com tangeritina (n=15); e HMF, alimentados com dieta hiperlipídica e suplementados com heptametoxiflavona. Nas primeiras quatro semanas foi realizada indução da obesidade e os animais receberam apenas dieta padrão (9,5% kcal gordura) ou dieta hiperlipídica (45% kcal gordura). Após esse período, nas quatro semanas seguintes, os grupos TAN e HMF receberam dieta hiperlipídica com seus respectivos suplementos na dose de 100mg/kg, e os demais grupos continuaram a receber suas referidas dietas. Ao fim da oitava semana, os animais foram eutanasiados por exsanguinação total via punção cardíaca, e foram coletados sangue e órgãos para posteriores análises de perfil bioquímico, citocinas inflamatórias, marcadores de estresse oxidativo e histologia. Resultados: Tangeritina e heptametoxiflavona diminuiram os níveis séricos de glicose, leptina e resistina, e do índice HOMA-IR (p<0.05). Os níveis de TBARS também foram menores nos grupos suplementados em comparação ao grupo alimentado com dieta hiperlipídica não suplementada (p<0,05). Em adição, a tangeritina red... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Objective: To evaluate the regulatory effects of tangeretin and heptamethoxyflavone on biochemical profile, inflammation and oxidative stress of mice induced obesity by a high-fat diet. Methods: 50 male C57BL / 6J mice were randomly divided into 4 groups: Control, fed standard diet (n = 10); DH, fed only high-fat diet (n = 10); TAN, fed high-fat diet and supplemented with tangeretin (n = 15); HMF, fed high-fat diet and supplemented with heptamethoxyflavone. In the first four weeks, obesity induction was performed and the animals received only standard diet (9.5% kcal fat) or high-fat diet (45% kcal fat). After this period, in the following four weeks, the groups TAN and HMF received high-fat diet with their respective supplements in the dose of 100mg/kg, and the other groups continued to receive their referred diets. At the end of the eighth week, the mice were euthanized by total exsanguination via cardiac puncture, and blood and organs were collected for further analysis of biochemical profile, inflammatory cytokines, oxidative stress markers and histology. Results: Tangeretin and heptamethoxyflavone decreased serum levels of glucose, leptin and resistin, and the HOMA-IR index (p <0.05). The TBARS levels were also lower in the supplemented groups compared to the group fed a not supplemented high-fat diet (p <0.05). In addition, tangeretin reduced adipocyte size (p <0.05) and heptamethoxyflavone decreased fat accumulation in hepatic tissue (p <0.05). Conclusion: Supplementat... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A restrição protéica neonatal promove alterações metabólicas, estruturais e morfológicas em diversos órgãos. O tipo de dieta pós-natal pode agravar esse quadro. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da dieta com alta densidade energética (ADE) pós-natal sobre os parâmetros morfológicos hepáticos de ratos Wistar submetidos à restrição protéica neonatal. Fêmeas Wistar foram divididas em dois grupos nutricionais: normoprotéico (NP-19% proteínas) e com restrição protéica durante a gestação e primeira metade da lactação (LP-5% de proteínas). Ambas as dietas seguiram ecomendações da AIN-93 (Rhoster_). Ao desmame, os filhotes foram subdivididos em oito grupos, de acordo com o tipo de dieta pós-natal (SC - ração padrão ou HF dieta ADE): a) macho NP-SC; b) fêmea NP-SC; c) macho NP-HF; d) fêmea NP-HF; e) macho LPSC; f) fêmea LP-SC; g) macho LP-HF e h) fêmea LP-HF. A aferição da massa corporal e da pressão arterial foram feitas semanalmente. Aos 6 meses de idade, os animais sofreram eutanásia. O fígado foi retirado após perfusão e teve seu volume aferido pelo método de Scherle. Para fins estatísticos utilizou-se análise de variância e teste de comparações múltiplas de Neuman-Keuls (p<0,05). A dieta ADE foi eficaz ao induzir sobrepeso nos grupos NP-HF de ambos os sexos aos 77 dias (p<0,001). Aos 112 dias as fêmeas LP-HF apresentaram sobrepeso em relação às fêmeas LP (p<0,05) demonstrando que os fatores ambientais podem maximizar os efeitos da restrição protéica neonatal. Entretanto, em machos essa interação não foi observada. No que concerne às alterações hepáticas, a restrição protéica resultou em redução do número de hepatócitos em ambos os gêneros (p<0,01), com efeito adicional da dieta ADE apenas nos machos (p<0,01). Ademais, o insulto sofrido no período neonatal promoveu uma predisposição ao acúmulo de triglicerídeos hepáticos nos grupos RP (Vv = 15%), configurando um quadro de esteatose (p<0,01). A dieta ADE acentuou essa alteração, com os grupos RP-ADE alcançando níveis superiores a 33% de esteatose (p<0,001). Tanto a restrição protéica neonatal quanto a dieta ADE pós-desmame de forma isolada promoveram HAS leve aos 3 meses, redução do número de hepatócitos e esteatose grau 1 aos 6 meses de idade. Quando os dois estímulos foram aplicados simultaneamente, foi observada uma exacerbação do quadro hipertensivo, do déficit de hepatócitos e esteatose grau 2. Essas constatações ratificam a importância das condições intra-uterinas e da qualidade da dieta pós-natal na gênese de doenças crônicas. / Neonatal protein restriction has been associated with metabolic, structural and morphological adaptations in diverse organs. The type of postnatal diet can further exacerbate these outcomes. The present work aimed at evaluating the effects a postnatal hyperlipidic diet exerts on hepatic morphological parameters of rats subjected to perinatal protein restriction. Virgin female Wistar were divided into 2 groups: normal protein (NP) and low protein (LP). NP dams received standard diet for pregnant rats (AIN-93/Rhoster_- 19% protein) during the whole pregnancy and first half lactation, whereas LP dams had free access to na isocaloric diet lacking the recommended amount of protein (5% protein) for the same period. At weaning, offspring were assigned to one of the 8 nutritional groups according to the diet they will receive (SC standard chow or HF high fat): a) male NP-SC; b) female NP-SC; c) male NP-HF; d) female NP-HF; e) male LPSC; f) female LP-SC; g) male LP-HF e h) fêmea RP-ADE. Body mass and blood pressure were measured weekly until 6 months, when euthanasia occurred. Liver was carefully dissected and had its volume determined through Scherles method. Analysis of variance (ANOVA) and post-hoc test of Bonferroni were used to test differences among the groups (p<0,05). The HF diet provoked overweight in NP-HF groups from both genders on day 77 (p<0,001). However, LP-HFC groups showed a delayed response and sexual dimorphism, as only females developed overweight on day 112 (p<0,05). As for hepatic alterations, protein restriction resulted in hepatocyte deficit in both genders (p<0.01), existing an additional shift from HF diet exclusively in males (p<0.01). Furthermore, higher steatosis rates were found in protein restricted animals (Vv = 15%, p<0.01), having the post-weaning HF diet an additional effect on this outcome in LP-HF (Vv > 33%, p<0.001). Fetal programming and HF diet as single stimulus caused mild hypertension at 3 months, an important reduction in hepatocyte number as well as stage 1 steatosis at 6 months. However, when both stimuli were applied simultaneously, hypertension and hepatocyte number deficit were worsened and grade 2 steatosis occurred. All of these serve to highlight the paramount importance of intrauterine conditions and postnatal diet quality when it comes to the pathogenesis of chronic diseases.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A restrição protéica neonatal promove alterações metabólicas, estruturais e morfológicas em diversos órgãos. O tipo de dieta pós-natal pode agravar esse quadro. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da dieta com alta densidade energética (ADE) pós-natal sobre os parâmetros morfológicos hepáticos de ratos Wistar submetidos à restrição protéica neonatal. Fêmeas Wistar foram divididas em dois grupos nutricionais: normoprotéico (NP-19% proteínas) e com restrição protéica durante a gestação e primeira metade da lactação (LP-5% de proteínas). Ambas as dietas seguiram ecomendações da AIN-93 (Rhoster_). Ao desmame, os filhotes foram subdivididos em oito grupos, de acordo com o tipo de dieta pós-natal (SC - ração padrão ou HF dieta ADE): a) macho NP-SC; b) fêmea NP-SC; c) macho NP-HF; d) fêmea NP-HF; e) macho LPSC; f) fêmea LP-SC; g) macho LP-HF e h) fêmea LP-HF. A aferição da massa corporal e da pressão arterial foram feitas semanalmente. Aos 6 meses de idade, os animais sofreram eutanásia. O fígado foi retirado após perfusão e teve seu volume aferido pelo método de Scherle. Para fins estatísticos utilizou-se análise de variância e teste de comparações múltiplas de Neuman-Keuls (p<0,05). A dieta ADE foi eficaz ao induzir sobrepeso nos grupos NP-HF de ambos os sexos aos 77 dias (p<0,001). Aos 112 dias as fêmeas LP-HF apresentaram sobrepeso em relação às fêmeas LP (p<0,05) demonstrando que os fatores ambientais podem maximizar os efeitos da restrição protéica neonatal. Entretanto, em machos essa interação não foi observada. No que concerne às alterações hepáticas, a restrição protéica resultou em redução do número de hepatócitos em ambos os gêneros (p<0,01), com efeito adicional da dieta ADE apenas nos machos (p<0,01). Ademais, o insulto sofrido no período neonatal promoveu uma predisposição ao acúmulo de triglicerídeos hepáticos nos grupos RP (Vv = 15%), configurando um quadro de esteatose (p<0,01). A dieta ADE acentuou essa alteração, com os grupos RP-ADE alcançando níveis superiores a 33% de esteatose (p<0,001). Tanto a restrição protéica neonatal quanto a dieta ADE pós-desmame de forma isolada promoveram HAS leve aos 3 meses, redução do número de hepatócitos e esteatose grau 1 aos 6 meses de idade. Quando os dois estímulos foram aplicados simultaneamente, foi observada uma exacerbação do quadro hipertensivo, do déficit de hepatócitos e esteatose grau 2. Essas constatações ratificam a importância das condições intra-uterinas e da qualidade da dieta pós-natal na gênese de doenças crônicas. / Neonatal protein restriction has been associated with metabolic, structural and morphological adaptations in diverse organs. The type of postnatal diet can further exacerbate these outcomes. The present work aimed at evaluating the effects a postnatal hyperlipidic diet exerts on hepatic morphological parameters of rats subjected to perinatal protein restriction. Virgin female Wistar were divided into 2 groups: normal protein (NP) and low protein (LP). NP dams received standard diet for pregnant rats (AIN-93/Rhoster_- 19% protein) during the whole pregnancy and first half lactation, whereas LP dams had free access to na isocaloric diet lacking the recommended amount of protein (5% protein) for the same period. At weaning, offspring were assigned to one of the 8 nutritional groups according to the diet they will receive (SC standard chow or HF high fat): a) male NP-SC; b) female NP-SC; c) male NP-HF; d) female NP-HF; e) male LPSC; f) female LP-SC; g) male LP-HF e h) fêmea RP-ADE. Body mass and blood pressure were measured weekly until 6 months, when euthanasia occurred. Liver was carefully dissected and had its volume determined through Scherles method. Analysis of variance (ANOVA) and post-hoc test of Bonferroni were used to test differences among the groups (p<0,05). The HF diet provoked overweight in NP-HF groups from both genders on day 77 (p<0,001). However, LP-HFC groups showed a delayed response and sexual dimorphism, as only females developed overweight on day 112 (p<0,05). As for hepatic alterations, protein restriction resulted in hepatocyte deficit in both genders (p<0.01), existing an additional shift from HF diet exclusively in males (p<0.01). Furthermore, higher steatosis rates were found in protein restricted animals (Vv = 15%, p<0.01), having the post-weaning HF diet an additional effect on this outcome in LP-HF (Vv > 33%, p<0.001). Fetal programming and HF diet as single stimulus caused mild hypertension at 3 months, an important reduction in hepatocyte number as well as stage 1 steatosis at 6 months. However, when both stimuli were applied simultaneously, hypertension and hepatocyte number deficit were worsened and grade 2 steatosis occurred. All of these serve to highlight the paramount importance of intrauterine conditions and postnatal diet quality when it comes to the pathogenesis of chronic diseases.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Estudo dos efeitos de uma dieta rica em sal e / ou gordura saturada em grânulos de peptídeo natriurético atrial (ANP), hipertensão, expressão da renina e ultraestrutura cardíaca em camundongos C57Bl / 6. Camundongos machos adultos jovens foram separados em quatro grupos (n = 12) e alimentados com uma das seguintes dietas por 9 semanas: dieta padrão para roedores (Grupo P), dieta hiperlipídica (Grupo HL), dieta hipersódica (Grupo HS) e dieta hiperlipídica e hipersódica simultaneamente (HL-HS). Foram examinados: alterações no ANP sérico, ultra-estrutura dos cardiomiócitos produtores de ANP, estrutura do ventrículo esquerdo, pressão arterial sanguínea, expressão da renina no rim, taxa de filtração glomerular (TFG), eficiência alimentar, parâmetros lipídicos e glicídicos. Os animais alimentados com dieta hiperlipídica mostraram um pequeno aumento na produção de ANP, discreta hipertrofia ventricular esquerda, aumento da eficiência alimentar, dislipidemia e hiperglicemia. Animais alimentados com dieta hipersódica tiveram um grande aumento na produção de grânulos de ANP e correspondente elevação do seu nível sérico, hipertrofia ventricular esquerda, hipertensão arterial, diminuição dos níveis de renina e aumento da TFG. A combinação das duas dietas (HL-HS) teve um efeito aditivo. A ingestão de uma dieta com alto teor de sal e lipídeos induz alterações ultraestruturais dos cardiomiócitos, aumento da produção de ANP e elevação de seu nível sérico e reduz a quantidade de renina no rim. / To study the effects of a diet rich in salt and/or saturated fat on atrial natriuretic peptide (ANP)-granules, hypertension, renin expression and cardiac structure in C57Bl/6 mice. Young adult male mice were separated into four groups (n=12) and fed one of the following for 9 weeks: standard chow/normal-salt (SC-NS), high-fat chow/normal salt (HF-NS), standard chow/high-salt (SC-HS) and high-fat chow/high-salt (HF-HS). Alterations in the serum ANP, ultrastructural analysis of cardiomyocytes that produce ANP, structural analysis of the left ventricle, blood pressure, renin expression, glomerular filtration rate (GFR), feed efficiency and lipid and glucose parameters were examined. The HF-NS diet showed a small increase in ANP production and left ventricular hypertrophy, increased food efficiency and abnormal lipid and glucose parameters. The SC-HS diet showed a large increase in ANP granules in myocytes and corresponding elevation in ANP serum levels, left ventricular hypertrophy, hypertension, decrease of renin levels and increase in GFR. The combination of the two diets (HF-HS) had an additive effect. The incorporation of a high-fat high-salt diet induced ultrastructural changes in cardiomyocytes, increased the production of ANP and increased its serum level, and reduced the amount of renin in the kidney.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-12-01T13:27:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese corrigida Maria Cláudia 14.06.16.pdf: 1888975 bytes, checksum: 2dcb6ce91bd1b2bfc5c62b2744882c91 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-01T13:27:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese corrigida Maria Cláudia 14.06.16.pdf: 1888975 bytes, checksum: 2dcb6ce91bd1b2bfc5c62b2744882c91 (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / CAPES / CNPQ / Durante o período perinatal, caracterizado por elevada plasticidade, a carência de proteínas é capaz de induzir adaptações morfológicas e funcionais nos tecidos, visando garantir a sobrevivência do indivíduo no ambiente atual e predito. Contudo, quando o ambiente posterior não é o mesmo para o qual o organismo foi adaptado, eleva-se o risco de aparecimento de doenças crônicas não transmissíveis. A ingestão excessiva de alimentos ricos em energia, gorduras e carboidratos simples ao longo da vida aumenta o risco de desenvolvimento de excesso de peso e doenças metabólicas e, quando está associada à desnutrição no início da vida, podem ocorrer alterações na trajetória de crescimento, no consumo alimentar, em parâmetros bioquímicos e na função imune. Este estudo objetivou avaliar os efeitos de uma dieta hiperlipídica pós-desmame sobre o crescimento somático, o consumo alimentar, parâmetros bioquímicos e a função de macrófagos peritoneais de ratos submetidos a uma dieta hipoproteica perinatal. Foram utilizados 52 ratos machos Wistar cujas mães receberam dieta normoproteica ou hipoproteica durante a gestação e lactação. Do desmame aos 60 dias, os filhotes receberam dieta padrão ou dieta hiperlipídica. Formaram-se 4 grupos experimentais (n=10-14/ cada): Controle (C, ratos que receberam dieta normoproteica na gestação e lactação e padrão pós-desmame), Desnutrido (LP, ratos que receberam dieta hipoproteica na gestação e lactação e padrão pós-desmame), Hiperlipídico (HF, ratos que receberam dieta normoproteica na gestação e lactação e hiperlipídica pós-desmame) e Desnutrido-Hiperlipídico (LP-HF, ratos que receberam dieta hipoproteica na gestação e lactação e hiperlipídica pós-desmame). Avaliou-se o crescimento somático [peso corporal (PC), comprimento da cauda, comprimento naso-anal] ao longo da vida e o consumo alimentar (ingestão alimentar relativa, ingestão energética relativa e coeficiente de eficácia alimentar) de 30 a 36 dias e de 54 a 60 dias de vida. Aos 60 dias, os ratos foram sacrificados e realizou-se coleta de sangue para avaliação sérica de triglicerídeo, colesterol, glicose e leptina, retirada de órgãos e do tecido adiposo epididimal e retroperitoneal para avaliação do peso relativo e de macrófagos peritoneais para avaliação de fagocitose e produção de óxido nítrico (NO) in vitro. Filhotes LP tiveram menor PC, comprimento da cauda e comprimento naso-anal do que filhotes C. Aos 60 dias, filhotes LP-HF não diferiram quando comparados aos C, exceto pelo reduzido comprimento naso-anal. De 57 a 60 dias, filhotes LP-HF apresentaram menor ingestão alimentar e energética relativa comparados aos LP, mas o coeficiente de eficácia alimentar foi maior comparado aos LP e C. Filhotes HF e LP-HF apresentaram maior peso relativo da gordura epididimal e retroperitoneal do que filhotes C e LP. Quanto aos parâmetros bioquímicos, filhotes LP apresentaram menor colesterol total do que os C, porém filhotes LP-HF tiveram maior colesterol total do que os LP. Fagocitose e produção de NO aumentaram nos filhotes LP. Diante de um desafio imunológico, a produção de NO por macrófagos aumentou quando comparada ao estado basal, exceto no grupo LP. Estes resultados sugerem que a dieta hiperlipídica pode modular os efeitos da desnutrição perinatal, elevando o risco de doenças metabólicas. / The perinatal period is characterized by high plasticity and the lack of protein is able to induce morphological and functional adaptations in the tissues in order to ensure the survival of the individual in the current and predicted environment. However, when the latter environment is not the same to which the organism has adapted to, it increases the risk of developing chronic diseases. Excessive consumption of foods with high levels of energy, fat, simple carbohydrates and low dietary fiber increases the risk of developing overweight and metabolic diseases. When associated with malnutrition early in life, there might be changes on the trajectory of growth, food intake, biochemical parameters and immune function. This study aimed to evaluate the effects of post-weaning high fat diet on somatic growth, food intake, biochemical parameters and peritoneal macrophages function in rats submitted to maternal low protein diet. Fifty-two Wistar rats whose mothers received normal protein or low protein diet during pregnancy and lactation were used. From weaning to 60 days old, pups received a standard diet or a high fat diet. They formed 4 experimental groups (n = 10-14 / each): control (C, rats fed with normal protein diet during pregnancy and lactation and post-weaning standard chow), Low protein (LP, rats fed with low protein diet during pregnancy and lactation and post-weaning standard chow), High fat (HF, rats fed with normal protein diet during pregnancy and lactation and post-weaning high fat diet) and Low protein-High fat (LP-HF, rats fed with low protein diet during pregnancy and lactation, and post-weaning high fat diet). It was evaluated the somatic growth [body weight (BW), tail length, body length] life time and food intake (relative food intake, relative energy intake, and feed conversion) from 30 to 36 days old and from 54 from 60 days old. At 60 days, pups were sacrificed and blood collection was performed to assess the serum profile of lipids, glucose and leptin. Organs and retroperitoneal and epididymal adipose tissues were collected and weighted to evaluate the relative weight. Peritoneal macrophages of rats were collected to evaluate phagocytosis and nitric oxide (NO) production in vitro. LP pups had a lower BW, tail length and body length than C pups. At 60 days old, LP-HF pups did not differ when compared to C pups, except by the reduced body length. From 57 to 60, LP-HF pups presented lower relative food intake and relative energy intake compared to LP pups, but feed conversion was higher than C and LP. HF and LP-HF pups had higher relative weight of epididymal and retroperitoneal fat than C and LP pups. Regarding the biochemical profile, LP pups had lower total cholesterol than C, but LP-HF pups had higher total cholesterol than the LP. Phagocytosis and NO production increased in LP pups. Dealing with an immune challenge, NO production by macrophages increased when compared to baseline, except in the LP group. These results suggest that a high fat diet is capable of modulate the effects of perinatal malnutrition, increasing the risk of metabolic diseases.

Orientador: Licio Augusto Velloso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-15T15:36:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romanatto_Talita_D.pdf: 1337280 bytes, checksum: 7ec7fd5e6f446c2f8f8a42019123e0d4 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O aumento da prevalência de obesidade em várias regiões do planeta é um dos mais importantes fenômenos clínico-epidemiológicos da atualidade. Fatores como a mudança do hábito alimentar e o estilo de vida sedentário, aliados a determinantes genéticos ainda pouco conhecidos desempenham um papel relevante na patogênese dessa doença. Nos últimos quinze anos, desde o descobrimento do hormônio leptina, avanços consideráveis foram obtidos na caracterização dos mecanismos hipotalâmicos do controle da ingestão alimentar e da termogênese. Em um estudo recente demonstrou-se que o consumo de uma dieta rica, em gordura induz a expressão de várias citocinas pró-inflamatórias no hipotálamo e que a inibição da via de sinalização intracelular da serina quinase JNK é capaz de reverter parcialmente algumas das conseqüências clínicas do consumo dessa dieta (De Souza et al, 2005). No presente estudo avaliou-se a importância do receptor 1 de TNF-cc(TNFRI) na gênese do processo inflamatório desencadeado pela dieta rica em gordura. O TNFR1 é responsável pela maioria dos efeitos do TNF-ct, no entanto no contexto da obesidade induzida por dieta, a função desse receptor não está completamente esclarecida. Para tanto, camundongos knockout (KO) para o TNFR1 e seu respectivo background genético, C57BL6, foram tratados por 8 semanas com dieta hiperlipídica e observamos que o TNFR1 KO está protegido da obesidade induzida por dieta por meio de aumento na termogênese. Em ambas as dietas, padrão e hiperlipídica (HF), TNFR1 KO ganha menos peso apesar de aumento na ingestão alimentar. Adiposidade e diâmetro dos adipócitos estão reduzidos, assim como as concentrações sanguíneas de insulina e leptina. TNFR1 KO estão protegidos de resistência hipotalâmica à via da leptina por meio de preservação da sinalização da leptina através de JAK2, STAT3 e FOX01. TNFR1 KO apresentam aumento de termogênese, pelo aumento do consumo de 02, aumento da expressão de UCP-1 e UCP-3, no tecido adiposo marrom e músculo esquelético, respectivamente, e aumento do consumo de O2 de mitocôndrias isoladas de músculo. Isso demonstra que a via de sinalização do TNF-a pelo TNFR1 representa um importante mecanismo envolvido na termogênese deficiente associada à obesidade. / Abstract: In diet-induced obesity, hypothalamic and systemic inflammatory factors trigger intracellular mechanisms that lead to resistance to the main adipostatic hormones, leptin and insulin. Tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) is one of the main inflammatory factors produced during this process and its mechanistic role as an inducer of leptin and insulin resistance has been widely investigated. Most of TNF-a inflammatory signals are delivered by TNFR1; however, the role played by this receptor in the context of obesity-associated inflammation is not completely known. Here, we show that TNFR1 knockout (TNFR1 KO) mice are protected from diet-induced obesity due to increased thermogenesis. Under standard rodent chow or ligh-fat diet, TNFR1 KO gain significantly less body mass in spite of increased caloric intake. Visceral adiposity and mean adipocyte diameter are reduced and Dlood concentrations of insulin and leptin are lower. Protection from hypothalamic eptin resistance is evidenced by increased leptin-induced suppression of food ntake and preserved activation of leptin signal transduction through JAK2, STAT3 jnd FOX01. Under high fat diet, TNFR1 KO mice present a significantly increased expression of the thermogenesis-related neurotransmitter, TRH. Further evidence if increased thermogenesis includes the increased 02 consumption and C02 traduction in respirometry measurements, increased expressions of UCP1 and JCP3 in brown adipose tissue and skeletal muscle, respectively, and increased 02 onsumption by isolated skeletal muscle fiber mitochondria. This demonstrates that 'NF-ct signaling through TNFR1 is an important mechanism involved in obesity-ssociated defective thermogenesis. / Doutorado / Medicina Experimental / Doutor em Fisiopatologia Medica

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

A redução no desenvolvimento muscular de filhotes cujas mães foram submetidas ao consumo de dietas baseadas no padrão ocidental pode ser, ao menos em parte, explicada pela resistência periférica à insulina, condição na qual a atividade de proteínas relacionadas à via de sinalização intracelular sensível a esse hormônio encontra-se reduzida. A regulação positiva dessa via resulta no aumento da atividade do Alvo da Rapamicina em Mamíferos (mTOR) que atua como efetor positivo da taxa de tradução de RNAm e, consequentemente, da síntese proteica. Estudos que avaliam a atividade dessa proteína frente ao consumo crônico de dietas hiperlipídicas são escassos e controversos e, até o momento, não são conhecidos trabalhos que avaliaram esses marcadores em animais neonatos ou desmamados, provenientes de mães alimentadas com dieta hiperlipídica gestacional e pós-gestacional. O presente estudo objetiva avaliar o efeito do consumo de uma dieta hiperlipídica por ratas adultas sobre a morfologia e sobre a expressão e a fosforilação das proteínas que compõem a via de sinalização intracelular do mTOR no músculo esquelético da prole em dois momentos: nascimento e desmame. Para isso, inicialmente, 39 ratas foram distribuídas em dois grupos, de acordo com a dieta oferecida: controle (n=19) e hiperlipídica (n=20). Após o nascimento, cerca de seis filhotes por mãe foram eutanasiados para coleta de amostras e análise dos marcadores investigados. Os filhotes selecionados para dar continuidade ao experimento foram dispostos junto às mães que, por sua vez, foram distribuídas em outros quatro grupos, segundo a dieta gestacional e pós-gestacional: CON/CON (n=8); CON/HL (n=9); HL/HL (n=8); HL/CON (n=7). Ao final da lactação, os filhotes foram eutanasiados e amostras foram coletadas para análise. Os resultados obtidos indicam que, em relação aos animais neonatos, há redução das concentrações séricas de leptina e de IGF-I e aumento da fosforilação da Akt e do mTOR musculares, em resposta ao consumo materno da dieta hiperlipídica. Por sua vez, nos animais lactentes, observamos influência da dieta hiperlipídica materna pós-gestacional sobre a promoção de fenótipo obesogênico, com concomitante redução do desenvolvimento muscular e da fosforilação de proteínas alvo do mTOR em estado pós-prandial. Com base nos resultados obtidos, concluímos que a dieta hiperlipídica materna afeta a atividade do mTOR, sendo, esse efeito, dependente da idade e da condição fisiológica dos animais. / The decrease in muscle development of offspring whose mothers consume a typical Western diet can be partly explained by the progression of peripheral insulin resistance, a condition in which the activity of proteins related to the intracellular signaling pathway sensitive to this hormone is reduced. The positive regulation of this pathway results in increased activity of the Mammalian Target of Rapamycin (mTOR) that acts as a positive regulator of the rate of mRNA translation and protein synthesis. Studies that assess the activity of this protein in response to chronic consumption of high fat diets are scarce and controversial and, to date, studies that evaluated these markers in the offspring of mothers fed a high fat diet during gestational and lactation are not known. This study aims to evaluate the effect of consuming a high fat diet for female adult rats in morphology and expression and phosphorylation of proteins that comprise the intracellular signaling pathway of mTOR in skeletal muscle of offspring in two stages: birth and weaning. Therefore, initially, 39 rats were divided into two groups, according to the available diet: control (n = 19) and diet (n = 20). After birth, around six pups per mother were killed for sample collection and analysis of the markers investigated. The pups selected to continue the experiment were placed with the mothers who, in turn, were divided into four groups according to gestational and post-gestational diets: CON/CON (n = 8), CON/HL (n = 9), HL/HL (n = 8), HL/CON (n = 7). At the end of lactation, the pups were euthanized and samples were collected for analysis. The results indicate that, for the newborn animals, there is a reduction of serum leptin and IGF-I concentrations and increased phosphorylation of Akt and mTOR in muscle in response to maternal consumption of high fat diet. In turn, we found that maternal high-fat diet during lactation promoted an obese phenotype in weaned animals, with concomitant reduction of muscle development and mTOR target proteins phosphorylation in the postprandial state. Based on these results, we conclude that maternal high-fat diet affects the activity of mTOR, depending on age and physiological condition of the animals.

O presente trabalho investigou se a exposição em períodos precoces da vida à ração com alto teor de gordura animal altera o risco de câncer de mama na vida adulta em ratas. Ratas mães foram expostas à ração com alto teor de gordura (ATG) à base de banha de porco (60 % de energia proveniente de gordura) ou uma dieta controle AIN93G (16 % de energia proveniente de gordura) durante a gestação ou gestação e lactação. A prole feminina com 7 semanas de idade foi induzida a carcinogênese mamária com o carcinógeno 7,12-dimeti-benz[a]antraceno. Comparado à prole do grupo controle, observou-se menor suscetibilidade à carcinogênese mamária na prole do grupo de ratas prenhas submetidas à ração ATG durante a gestação (menor incidência de neoplasias, multiplicidade e peso das neoplasias) ou gestação e lactação (menor multiplicidade). Prole feminina de ratas exposta à ração ATG durante a gestação apresentou menor crescimento da árvore epitelial mamária, proliferação celular (Ki67) e expressão de NFkB p65 e maior expressão de p21 e níveis globais de H3K9me3 na glândula mamária. Além disso, esta apresentou uma tendência na redução da razão Rank/Rankl (p=0,09) e níveis de progesterona sérica (p=0,07). Glândula mamária da prole feminina do grupo exposto à ração ATG durante a gestação e lactação apresentou menor número de TEBs, crescimento da árvore epitelial e razão BCL-2/BAX e maiores níveis de leptina em comparação à prole do grupo controle. Análise de lipidômica das glândulas mamárias revelou que exposição à ração ATG especificamente durante a gestação apresentou pequenos efeitos no perfil de ácidos graxos na prole feminina, enquanto que a exposição à essa ração durante a gestação e lactação promoveu menor concentração de ácidos graxos saturados (exceto ácido esteárico) e maior concentração de ácidos graxos polinsaturados da série n-6, monoinsaturados e ácido linoleico conjugado (CLA). De acordo com análise de dependência de redes diferencial (DDN) dos genes diferentemente expressos pela análise de \"microarray\" exposição à ração ATG em períodos precoces da vida altera a rede transcricional da glândula mamária na vida adulta. Especificamente, ratas expostas à ração ATG somente durante o período fetal apresentou aumento da expressão de Hrh1 e Repin1 em comparação ao controle. A prole exposta à ração durante o período fetal e lactacional apresentou maior e menor expressão de Stra6 e Tlr1 em comparação ao contole, respectivamente e menor expressão de Crkrs em comparação à prole exposta à ração somente durante o período fetal. Nossos dados confirmam que o risco de câncer de mama da prole pode ser programado pela alimentação materna. No entanto, ao contrário do que se esperava, exposição a altos níveis de gordura animal no início da vida diminuiu a suscetibilidade ao câncer de mama na vida adulta. Dentre os possíveis mecanismos envolvidos nessa proteção encontram-se a modulação da morfologia e perfil lipídico da glândula mamária, redução da proliferação celular e aumento dos níveis proteicos de reguladores do ciclo celular, modulação de marcas epigenéticas como H3K9me3, modulação da expressão gênica global com alteração de redes de sinalização, bem como regulação de vias de sinalização específicas como RANK/RANKL/NF&#954;B. Porém esses mecanismos são dependentes do tempo e período de exposição. / The present study investigated whether early life exposure to high levels of animal fat changes breast cancer risk in adulthood in rats. Dams consumed a lard-based high-fat (HF) diet (60% fat-derived energy) or an AIN93G control diet (16% fat-derived energy) during gestation or gestation and lactation. Their 7-week-old female offspring were exposed to 7,12-dimethylbenz[a]anthracene to induce mammary tumors. Compared to the control offspring, significantly lower susceptibility to mammary cancer development was observed in the offspring of dams fed on HF diet during gestation (lower tumor incidence, multiplicity and weight), or gestation and lactation (lower tumor multiplicity only). Mammary epithelial elongation, cell proliferation (Ki67), and expression of NFkB p65 were significantly lower, and p21 expression and global H3K9me3 levels were higher in the mammary glands of rats exposed to HF lard diet in utero. They also tended to have lower Rank/Rankl ratios (p=0.09) and serum progesterone levels (p=0.07) than control offspring. In the mammary glands of offspring of dams consuming the HF diet during both gestation and lactation, the number of terminal end buds, epithelial elongation and the BCL-2/BAX ratio were significantly lower, and serum leptin levels were higher than in the controls. Lipidomic analysis on mammary glands showed that exposure to a lard-based HF diet only during gestation had little effects on fatty acids profile on offspring, whereas this exposure during gestation and lactation promoted significant changes on the offspring\'s mammary glands. In general, it decreased SFA (except for stearic acid) and increased n-6 PUFA, MUFA and CLA concentrations in mammary gland. According to Differential dependency network (DDN), analysis of genes differently expressed by microarray, exposure to HF diet during early life changes the transcriptional network of the mammary gland in adulthood. Specifically, rats exposed to HF diet only during the fetal period showed increased expression of Hrh1 e Repin1 compared to the control. The offspring exposed to the HF diet in utero and nursing had higher and lower expression of Stra6 and Tlr1, respectively, compared to the control and lower expression of Crkrs compared to the offspring exposed only in utero. Our data confirm that the breast cancer risk of offspring can be programmed by maternal dietary intake. However, contrary to our expectation, exposure to high levels of lard during early life decreased later susceptibility to breast cancer. The mechanisms involve modulation of mammary gland\'s morphology and lipid profile, decrease of cell proliferation and increase of cell cycle regulators, modulation of epigenetics marks as H3K9me3, modulation of global gene expression with alteration of transcriptional network and RANK/RANKL/NF&#954;B pathway. However, these mechanisms are dependent on the duration and period of exposure.