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 AMPKα2. O aumento na transcrição de AMPKα2 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-1α. / 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 AMPKα2 protein. AMPKα2 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-1α.

A influência da obesidade e da resistência à insulina (induzidas em ratos por injeção de glutamato monossódico em neonatos) sobre o desenvolvimento tumoral (5x105 células do tumor de Walker-256) e os efeitos da metformina (300mg/kg, v.o., 15 dias) nessa condição foram investigados. Na 16ª semana de vida, inocularam-se as células e iniciou-se o tratamento. Após 15 dias de tratamento, caracterizou-se a obesidade e a analisou-se o crescimento tumoral. O desenvolvimento tumoral e a caquexia foram maiores nos obesos. A metformina reduziu o desenvolvimento do tumor, mas não a caquexia. Apesar da metformina não ter melhorado a sensibilidade à insulina, corrigiu a dislipidemia, reduziu a peroxidação lipídica e as gorduras periepididimal e retroperitoneal. Conclui-se que a obesidade aumenta o desenvolvimento tumoral e que a metformina é eficaz em diminui-lo. O mecanismo envolvido parece não depender da melhora da sensibilidade à insulina / The influence of obesity and insulin resistance (induced in rats by monosodium glutamate in neonates) on tumor development (5x105 Walker-256 tumor cells) and the effect of metformin (300mg/kg, by gavage, for 15 d) on it. On the 16th week, tumor cells were subcutaneously injected and the treatment started. On the 18th week, the obesity was characterized and the tumor was evaluated. The tumor development and the cachexia were higher in obese rats. The tumor development was reduced by metformin, but not cachexia. Although metformin did not improve insulin sensitivity it did correct the dislypidemia, reduced the periepididimal and retroperitoneal adipose tissues and lipid peroxidation. In conclusion obesity increases tumor development and metformin is able to reduce it. The reduction occurred independently of the correction of insulin resistance

Avaliou-se a participação do óxido nítrico (NO), do fator hiperpolarizante derivado do endotélio (EDHF), dos produtos da ciclooxigenase (COX), das espécies reativas de oxigênio (EROs) e o efeito do tratamento com metformina (Met) nas alterações vasculares em ratos com obesidade induzida por glutamato monossódico (MSG). O tratamento com Met corrigiu alterações metabólicas em ratos MSG, reduzindo o acúmulo de gordura visceral, corrigindo a resistência à insulina, a hiperinsulinemia e a dislipidemia. Ratos MSG apresentaram aumentada resposta contrátil e diminuída sensibilidade à Ach, associadas a alterações na via do NO, do EDHF, dos produtos da COX e das EROs. Ratos MSG com 16 semamas apresentaram hiperresponsividade ao nitroprussiato de sódio, que foi mantida nos ratos tratados com Met. A Met corrige as alterações da resposta vascular atuando sobre o NO e o EDHF, reduzindo a geração de EROs e interferindo na resposta do músculo liso vascular, mantendo a hiperresponsividade ao NO. / The role of the nitric oxide (NO), the endothelium derived hyperpolarizing factor (EDHF), the ciclooxygenase (COX) products and the reactive oxygen species (ROS), as well as the effect of metformin (Met) treatment on the vascular alterations in rat model of obesity induced by monosodium glutamate (MSG) were evaluated. Met treatment corrected metabolic alterations in MSG, reducing fat accumulation, correcting dyslipidemia, insulin resistance and hyperinsulinemia. MSG rats had an increased response to norepinephrine and decreased sensitivity to acetilcholine, which were associated with alterations in NO, COX products and ROS. Sixteen-week-old MSG rats presented hyperresponsiveness to sodium nitroprusside, which was preserved in Met-treated group. Met corrects the alterations of the vascular reactivity acting on NO and EDHF, and decreasing the ROS generation, besides its effect on the vascular smooth muscle response, preserving the hyperresponsiveness to NO.

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-10T01:17:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lalli_CristinaAlba_D.pdf: 9125967 bytes, checksum: 5ab6be7c7ee8bef63c8acdec567c428b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A insulina é o principal hormônio anabólico, que atua através da ativação de transportadores, regulação de enzimas e expressão de genes que codificam enzimas envolvidas na captação e armazenamento de substratos. Para exercer suas ações, a insulina emprega duas vias principais de sinalização intracelular: a via da PI 3-quinase e a via da MAPK. A regulação da ação do hormônio se faz por meio de vários mecanismos. O modelo animal de dieta hiperlipídica apresenta alterações metabólicas e de sinalização semelhantes aos encontrados na resistência insulínica de humanos com obesidade induzida por dieta. O objetivo de nosso trabalho foi estudar em ratos alimentados com dieta hiperlipídica, etapas da sinalização insulínica e também algumas vias de regulação da sinalização, após o uso de duas drogas: a rosiglitazona, uma tiazolidinediona usada para o tratamento do diabetes melito tipo 2 como sensibilizadora de insulina e a lovastatina, droga inibidora da HMGCoA redutase, que diminui a síntese de colesterol, mas que também tem apresentado efeito de aumentar a sensibilidade à insulina, tanto em modelos animais como em humanos. Ratos alimentados com dieta hiperlipídica por quatro semanas e tratados na última semana com as drogas, isoladamente, foram submetidos à extração de tecidos hepático e muscular e os fragmentos obtidos foram submetidos à análise de concentração protéica ou de grau de fosforilação de proteínas através de técnicas de imunoprecipitação e immunoblotting. A sensibilidade à insulina foi avaliada pelo teste de tolerância à insulina e cálculo da constante de decaimento da glicose (Kitt). No estudo. da rosiglitazona, foi observada diminuição significativa da sensibilidade à insulina expressa por diminuição no Kitt, nos animais que receberam a dieta e recuperação da sensibilidade após o uso da droga. A fosforilação do IRS-l, associação do substrato com a enzima PI3K e a ativação da Akt no tecido hepático e muscular também se mostraram diminuídas pela dieta e recuperadas com o uso da rosiglitazona. O estudo da lovastatina demonstrou efeito positivo da droga sobre a sensibilidade insulínica, revertendo a resistência induzida pela dieta hiperlipídica, expressa por valor de Kitt semelhante ao dos animais controle. Na via de sinalização da PI3K: fosforilação do IR e do IRS-I, associação do IRS-l à PI3k e ativação da Akt, tanto no tecido hepático como muscular, a lovastatina reverteu as alterações da dieta, com recuperação a valores semelhantes aos do grupo controle. Também nas vias de regulação, a dieta induziu maior fosforilação do IR em serina, maior fosforila do IRS-I em serina307, maior atividade da JNK e da proteína fosfatase PTPIB e menor ativação do IKB, efeitos que podem explicar a resistência desse modelo. A lovastatina reverteu todas essas alterações. Concluindo, a rosiglitazona reverteu as alterações causadas pela dieta hiperlipídica sobre as etapas iniciais da sinalização insulínica na via da PI3K. A lovastatina recuperou as alterações induzidas pela dieta hiperlipídica na transmissão do sinal insulínico, agindo sobre as vias de regulação da sinalização: ação da PTPIB, fosforilação do IR e do IRS-l em serina induzidos pela JNK e PTPIB e ativação da via inflamatória / Abstract: Insulin is the major anabolic hormone and acts through transporter activation, enzymes regulation and gene expression. This hormone uses' two main signaling pathways: the PI3K pathway, involved in its metabolic effects and the MAPK pathway, responsible for cell growth and differentiation. There are many mechanisms of regulation of insulin signaling. The use of a high- fat diet is a known model of insulin resistance with metabolic and signaling changes similar to those of human insulin resistance syndrome observed in diet induced obesity. Rosiglitazone is an agent of the class of thiazolidinediones, insulin-sensitizing agents whose effects are mainly due to the activation of PP ARy and are used to treat type 2 diabetes. Lovastatin is one of a class of a class of cholesterol synthesis inhibitors; recent studies have shown that this agent might have relevant effects on insulin resistance in both animal models and humans. The aim of this study was to evaluate the effects of two different drugs independent1y, rosiglitazone and lovastatin, on insulin signaling in liver and muscle of rats fed on a hígh-fat diet. We used four week old male Wistar rats, fed on a high- fat diet during four weeks and treated with rosiglitazone or lovastatin during the last week, compared to rats fed on standard chow. Fragments of liver and muscle tis sues were extracted from anesthetized animaIs and protein concentrations and phosphorylation degree were studied through immunoprecipitation and immunoblotting techniques. Insulin sensitivity was evaluated by insulin tolerance test and calculation of the disappearance rate constant (KitD. We observed that high-fat fed diet rats presented a significant decrease in Kitt compared to control rats. The animaIs that were fed with the high-fat diet and were treated with either one ofthe drugs presented a reversal ofthis effect. In the study of rosiglitazone, the high-fat model demonstrated a decrease in the IRS-I phosphorylation, IRS-l/PI3K association and activation of Akt and rosiglitazone administration resulted in the reversion of all the effects in liver and muscle. In addition to the effect on insulin sensitivity, the use of lovastatin was also associated with an increase in insulin-induced IR tyrosine phosphorylation and, in parallel, a decrease in IR serine phosphorylation and association with PTPIB. Our data also show that lovastatin treatment was associated with an increase in the insulin-stimulated IR/IRS-l/PI3KJ Akt pathway in the liver and musc1e of high-fat fed rats, in parallel with a decrease in the inflammatory pathway (JNK and IKKI3/IKB/NFKB) related to insulin resistance. In conclusion, rosiglitazone and lovastatin improved the altera_s in insulin signaling pathways presented by the high-fat model of insulin resistance / Doutorado / Clinica Medica / Doutor em Clínica Médica

Os lipídeos da dieta desempenham um importante papel na obesidade, e a ingesta excessiva está relacionada com problemas de saúde. A presença crônica de ácidos graxos saturados na dieta pode induzir um estado de inflamação sistêmica de baixo grau, característica da obesidade, do diabetes e das doenças cardiovasculares. A HSP70 é um regulador chave da inflamação (atuando como uma molécula anti-inflamatória) e da sensibilidade à insulina. Interessantemente, alguns nutrientes, tais como a glutamina e a alanilglutamina, podem potenciar a expressão de HSP70. Assim, a suplementação de aminoácidos poderia ser uma estratégia útil para aumentar a expressão de HSP70, diminuir a inflamação e melhorar a sensibilidade à insulina. Este trabalho teve como objetivos investigar os efeitos de longo prazo da suplementação com glutamina e alanil-glutamina em camundongos B6129SF2J alimentados com uma dieta rica em lipídeos (HFD), sobre a sensibilidade à insulina, estresse oxidativo, metabolismo e expressão de HSP70, bem como comparar a resposta metabólica de camundongos das linhagens B6129SF2-J e C57BL/6J recebendo HFD. Camundongos B6129SF2-J foram alimentados com uma dieta padrão com baixo teor de gordura (PAD) ou HFD durante 20 semanas. Na 21a semana, camundongos do grupo HFD foram alocados em cinco grupos e receberam suplmentação por 8 semanas adicionais: grupo HFD controle (HFD-Con), grupo HFD + dipeptideo alanil-glutamina (HFD-Dip), grupo HFD + alanina (HFD-Ala), grupo HFD + glutamina (HFD-Gln) e grupo HFD alanina + glutamina (nas suas formas livres) (HFD-Ala + Gln). Em adição, camundongos C57BL/6J foram alimentados com PAD ou HFD durante 16 semanas. A administração de HFD induziu um aumento de peso corporal, gordura corporal total, glicose em jejum e colesterol total em comparação com o grupo PAD. A suplementação de aminoácidos não induziu quaisquer alterações nestes parâmetros. Dados de teste de tolerância à insulina (ITT), indicam resistência à insulina em todos os grupos HFD, no entanto, a suplementação de aminoácidos não melhorou a sensibilidade à insulina. Não houve diferença significativa na expressão das proteínas IR, Akt e TLR4. Notavelmente, a expressão de HSP70 total (HSP72 + Hsp73) no fígado foi acentuadamente maior no grupo HFD-Con em comparação com o grupo PAD. Em conclusão, a suplementação com glutamina e dipeptideo alanil-glutamina não reverteu as alterações metabólicas induzidas por administração prévia de HFD. Aparentemente, ao contrário dos camundongos C57BL/6J, que são geneticamente predispostos para se tornarem obesos e desenvolverem hiperglicemia frente a HFD, camundongos B6129SF2-J são mais resistentes aos efeitos nocivos de HFD, por meio de um mecanismo que pode incluir a adaptação intestinal, por reduzida absorção de nutrientes, incluindo aminoácidos, o que pode explicar parcialmente nossos resultados. / Dietary fat plays a major role in obesity and great intake is linked with the development of health problems, and the chronic presence of saturated fatty acids on the diet can induce a state of low-grade inflammation which is a hallmark in obesity, diabetes and cardiovascular diseases. Heat shock protein 70 is a key regulator of inflammation (by acting as an anti-inflammatory molecule) and insulin sensitivity. Interestingly, some nutrients, such as glutamine and alanyl-glutamine were shown to potentiate the expression of HSP70. Thus, amino acid supplementation may be a useful tool to enhance HSP70 expression, decrease inflammation and improve insulin sensitivity. In this work we aimed to investigate the effects of long term glutamine and alanylglutamine supplementation on High-Fat Diet-Fed B6129SF2-J mice over the insulin sensitivity response and signaling, oxidative stress markers, metabolism and HSP70 expression, and to compare B6129SF2-J and C57BL/6J in terms of high-fat diet (HFD) metabolic response. B6129SF2-J mice were fed in a standard low-fat diet (STA) or a HFD for 20 weeks. On the 21th week, mice from the HFD group were allocated in five groups and supplemented for additional 8 weeks with different amino acids: HFD control group (HFD-Con), HFD + dipeptide l-alanil-l-glutamine group (HFD-Dip), HFD + alanine group (HFD-Ala), HFD + glutamine group (HFD-Gln) and the HFD alanine + glutamine (in their free forms) group (HFD-Ala+Gln). In addiction, C57BL/6J mice were fed in a standard low-fat diet (STA) or a HFD for 16 weeks. HFD induced higher body weight, fat pad, fasted glucose and total cholesterol in comparison with the STA group. Amino acid supplementation did not induce any modifications in these parameters. ITT data indicates insulin resistance in all HFD groups, however, amino acid supplementation did not improve insulin sensitivity. There was no significant difference in protein content of IR, Akt and TLR4 expression. Notably, total HSP70 (HSP72+HSP73) protein contents in liver is markedly increased in HFD-Con group compared with STA group. In conclusion, glutamine and dipeptide alanyl-glutamine supplementation fails to improve metabolic changes induced by prior long term High-Fat Diet. Apparently, unlike the C57BL/6J mice, that are genetically predisposed to become overweight and develop hyperglycemia if raised on a HFD, B6129SF2-J mice are more resistant to the harmful effects of HFD through a mechanism that may include gut adaptation, reducing nutrients absorption, including amino acids, which may explain the lack of improvements in our intervention.

Introdução: A obesidade infanto-juvenil é um problema de saúde pública, com alta endemia e prevalência crescente no mundo todo. É uma doença associada a significativos problemas de saúde na população pediátrica, que afeta principalmente os sistemas cardiovascular e o endócrino, com risco elevado de desenvolvimento de diabetes mellitus tipo 2, hipertensão arterial, aterosclerose e dislipidemias. Objetivo: Investigar a relação entre os níveis séricos de leptina, a taxa metabólica basal e a resistência insulínica com o escore Z do índice de massa corporal de crianças púberes com obesidade. Métodos: Trata-se de um estudo transversal, realizado com 37 crianças obesas púberes de 7 a 12 anos de idade, atendidas pela primeira vez no Ambulatório de Obesidade Infantil, entre junho/2013 a abril/2014. Os participantes foram submetidos à avaliação antropométrica, aferição da pressão arterial, auto-classificação da maturação sexual, testes laboratoriais e bioimpedância. Resultados: O peso, o índice de massa corporal e a leptina diferiram de modo significativo entre os grupos (grupo 1 indivíduos com obesidade (2 <zIMC 3), e grupo 2 indivíduos com obesidade grave (zIMC>3)), bem como a porcentagem da massa gorda e a taxa metabólica basal. As crianças desse estudo, independente do grau de obesidade, apresentaram níveis elevados de insulina (70,3%), Homeostasis model assessment >3,16 (73%), níveis baixos de colesterol de lipoproteína de alta densidade (67,6%) e circunferência abdominal acima p90 (89,18%). Em relação às variáveis analisadas, observa-se que não houve diferença significativa entre os grupos. Conclusão: A obesidade infanto-juvenil já é um sinal de risco aumentado para o desenvolvimento de diabetes mellitus. Neste estudo, o índice de massa corporal e a circunferência abdominal, já se mostraram preditores de risco para alterações metabólicas, sendo instrumentos de fácil acesso e baixo custo. / Introduction: Childhood and adolescent obesity is a public health problem that presents high endemic and growing prevalence worldwide. It is a disease associated with important health problems in the population of children, that affects mainly the cardiovascular and endocrine systems, with high risck of developing type 2 diabetes mellitus, arterial hypertension, atherosclerosis and dyslipidemia. Objective: This study aims to investigate the relationship between the serum levels of leptin, the basal metabolic rate and the insulin resistance, with the Z score of the body mass index of children with obesity. Methods: This is a transversal study and 37 obese children, aged between 7 to 12 years old, were treated for the first time in the outpatient care unit specialized in childhood obesity, from June/2013 to April/2014. The participants were submitted to anthropometric evaluation, blood pressure measurement, selfclassification of sexual maturity, laboratory tests and bioimpedance. Results: Weight, body mass index and leptin differed significantly between the groups (Group 1 - individuals as obese (2 <zBMI 3), and group 2 - individuals with severe obesity (zBMI> 3)), as well as body fat percentage and the basal metabolic rate. The children of this study presented high levels of insulin (70.3%), Homeostasis model assessment >3.16 (73%), low levels of high density lipoprotein cholesterol (67.6%) and abdominal circumference above p90 (89.18%), regardless of their obesity classification. Concerning the variables analyzed, there were no significantly differences between the groups. Conclusion: Childhood and adolescent obesity already is an element that indicates a higher risk for the development of diabetes mellitus. In this study, the body mass index and the abdominal circumference have proven predictors of risk to develop metabolic alterations, being instruments easy to access and low cost.

Resumo não disponível.

O dano ao ADN pode estar associado com o diabetes mellitus tipo II (T2DM) e suas complicações, incluindo estresse oxidativo. Os parâmetros bioquímicos relacionados com o metabolismo glicídico (glicose, insulina, TTG e TSI) e parâmetros corporais (peso corporal, tecido adiposo) foram avaliados após 12 meses de tratamento com dieta hiperlipídica e dieta hiperlipídica aquecida. Após o período experimental, os ratos tratados com dietas hiperlipídicas obtiveram aumento de peso corporal e aumento de glicemia e insulinemia quando comparado ao grupo controle normolipídico. A dieta hiperlipídica (HFD) e a dieta hiperlipídica aquecida (HFTD) também levaram a uma redução na sensibilidade à insulina e na tolerância à glicose, independentemente dos tempos estudados. Interessantemente, somente os animais submetidos à dieta aquecida demonstraram redução na oxidação de glicose pelo tecido adiposo epididimal. Mostramos que ambas as dietas hiperlipídicas tem a capacidade de reduzir a síntese de glicogênio pelas vias, direta e indireta. A dieta aquecida acarretou um aumento significativo na peroxidação lipídica no fígado em relação aos demais grupos. Utilizando o ensaio cometa, verificamos um aumento significativo de dano ao ADN em sangue e hipocampo dos ratos submetidos às dietas hiperlipídicas, tendo o grupo HFTD aumento maior em relação ao HFD. Estes resultados sugerem que uma correlação positiva entre dieta hiperlipídica, alteração no metabolismo glicídico, estresse oxidativo e dano ao ADN. Contudo, o aquecimento da dieta parece agravar tais resultados. / Many studies have demonstrated that DNA damage may be associated with type 2 diabetes mellitus (T2DM) and its complications. The goal of this study was to evaluate the effects of the potential relationship between fat (thermolyzed) intake, glucose dyshomeostasis and DNA injury in rats. Biochemical parameters related to glucose metabolism (i.e., blood glucose levels, insulin tolerance tests, glucose tolerance tests and fat cell glucose oxidation) and general health parameters (i.e., body weight, retroperitoneal and epididymal adipose tissue) were evaluated in rats after a 12-month treatment with either a high fat or a high thermolyzed fat diet. The high fat diet (HFD) and high fat thermolyzed diet (HFTD) showed increased body weight and impaired insulin sensitivity at the studied time-points in insulin tolerance test (ITT) and glucose tolerance test (GTT). Interestingly, only animals subjected to the HFTD diet showed decreased epididymal fat cell glucose oxidation. We show which high fat diets have the capacity to reduce glycogen synthesis by direct and indirect pathways. HFTD promoted an increase in lipid peroxidation in the liver, demonstrating significant damage in lipids in relation to other groups. Blood and hippocampus DNA damage was significantly higher in animals subjected to HFDs, and the highest damage was observed in animals from the HFTD group. Striatum DNA damage was significantly higher in animals subjected to HFDs, compared with the control group. These results show a positive correlation between high fat diet, glucose dyshomeostasis, oxidative stress and DNA damage.

A resistência encefálica à insulina tem sido implicada na etiologia de doenças neurodegenerativas já que, em indivíduos com diabete melittus, o risco de desenvolver Doença de Alzheimer e outras demências quase duplica. O objetivo geral do presente trabalho é avaliar os efeitos da resistência à insulina em parâmetros metabólicos e na expressão gênica e proteica de proteínas neurais envolvidas nos processos de sinalização da insulina em um modelo experimental de resistência à insulina em ratos submetidos a uma dieta hiperpalatável. O presente trabalho mostrou que há interação entre os genes envolvidos na via de sinalização da insulina e de resistência à insulina com fatores ambientais, neste caso, a dieta. O perfil lipídico e a tolerância à glicose nos animais submetidos à dieta hiperpalatável foi avaliado e intolerância à glicose foi desenvolvida. Os genes envolvidos na via de sinalização da insulina avaliados no córtex se mostraram menos expressos no grupo de ratos submetidos à dieta hiperpalatável, resistentes à insulina (IR), quando comparados ao grupo controle. Acreditamos que estes resultados sugerem uma menor proteção durante uma fase de privação de glicose devido à resistência à insulina. No hipocampo, observamos um aumento geral nos níveis de mRNA, especialmente os níveis dos genes Pi3kr1, Creb1 e Camk2a, o que pode estar associados a um efeito compensatório da sinalização prejudicada da insulina na estrutura.Um aumento dos níveis de CREB nesta estrutura parece ser essencial para a manutenção dos níveis normais de mRNA das outras moléculas envolvidas na via de sinalização da insulina a fim de evitar lesões graves no hipocampo. A influência do estado de resistência à insulina aumentou apenas a expressão de Grin2B no hipocampo de ratos IR. No córtex observamos os níveis mais baixos de mRNA em Grin1, Grin2A e Grin3A no grupo IR. Também foi investigado se as proteínas 14-3-3 não seriam o ponto chave desta diversidade, já que estão diretamente relacionadas com a via de sinalização da insulina no cérebro e desempenham um papel chave na fosforilação e interação com IRS-1 e IRS-2, com GSK3 e com PI3K. Demonstramos que isoformas 14-3-3 são diferencialmente expressas no SNC de ratos com a resistência à insulina. Os níveis de mRNA de 14-3-3 isoforma η demonstrou ser significativamente menor no córtex grupo IR. O nível de proteína 14-3-3 θ foi significativamente maior no grupo de hipocampo de IR, estas mudanças são devido a uma resposta na tentativa de proteger o hipocampo, aumentando os níveis de mRNA de 14-3-3 θ e seu efeito protetor. Uma alteração da via insulina/IR/IRS/PI3K/AKT/FOXO1-CREB está presente na maioria dos pacientes com a síndrome metabólica, mas também pode haver o envolvimento da via IGF/PI3K/CAMK2/CREB. O nosso estudo mostra alterações nestas duas vias, no hipocampo e no córtex respectivamente. Estas hipóteses devem ser confirmadas por estudos bioquímicos e/ou histológicos em futuras investigações para saber se todas essas alterações moleculares podem ser traduzidas em ganho ou perda de função normal das proteínas envolvidas. Há que se investigar também o papel da família de proteínas 14-3-3 como possível alvo terapêutico, bem como a interação destas vias de sinalização com os receptores N-Metil-D- Aspartato e as implicações na memória e plasticidade sináptica de pacientes com doenças neurológicas como a Doença de Alzheimer. / Brain insulin resistance has been implicated in the etiology of neurodegenerative diseases since in individuals with diabetes mellitus, the risk of developing Alzheimer Disease and other dementias nearly doubles. The overall objective of this study is to evaluate the effects of insulin resistance in metabolic parameters, gene and protein expression of neural proteins involved in insulin signaling processes in an experimental model. This work shows interaction between genes involved in the signaling pathway of insulin and insulin resistance with environmental factors resulting in changes in mRNA levels, in the amount of protein in the central nervous system (CNS) and in the development of obesity and insulin resistance. The lipid profile and glucose tolerance test in animals subjected to the palatable diet was evaluated and shows development of glucose intolerance. Determination of expression of some genes directly or indirectly involved in insulin signaling route was evaluated. In general, almost all the genes were less expressed in the group of rats subjected to highly palatable, insulin resistant (IR) diet compared to the control group in the cortex. These results suggest that this brain structure is less protected during a period of deprivation of glucose due to insulin resistance. In the hippocampus, general increases in mRNA levels were observed, particularly the levels of Pi3kr1, CREB1 and CAMK2A genes. These results may be associated with a compensatory effect of the impaired insulin signaling in structure and increased levels of CREB appears to be essential for the maintenance of normal levels of all other molecules involved in the insulin signaling pathway to avoid serious damage to the hippocampus. The influence of the state of insulin resistance in synaptic plasticity and neuronal survival was also evaluated and only the expression of Grin2B was increased in the hippocampus of rats IR. In the cortex we observed lower levels of mRNA in Grin1, Grin2A and Grin3A in IR group. We decided to investigate if the 14-3-3 proteins were not the key point of this diversity since they are directly related to the insulin signaling pathway in the brain and play a key role in the phosphorylation and interacts with IRS-1 and IRS- 2 with GSK3 and PI3K. 14-3-3 isoforms are differentially expressed in the CNS of rats with insulin resistance. mRNA levels of 14-3-3 η isoform shown to be significantly lower in the IR group in cortex. The level of 14-3-3 θ was significantly higher in the hippocampus of IR. We believe that these changes are due to an attempt to protect the hippocampus by increasing mRNA levels of 14-3-3 θ and its protective effect. Taking all together, alterated signaling in the insulin/IR/IRS/PI3K/AKT/FOXO1-CREB pathway is present in most patients with metabolic syndrome. It also may involve IGF/PI3K/CAMK2/CREB pathway. Our study shows changes in both pathways, in the hippocampus and cortex, respectively. This hypothesis should be confirmed by biochemical and/or histological investigations in future studies to see if all these molecular changes can be translated into a gain or loss of normal function of proteins involved. An investigation of the role of 14-3-3 family should be made to evaluate them as a possible therapeutic target, as well as the interaction with these signaling pathways and whith N-Metil-D-Aspartate receptors, and implications in memory, synaptic plasticity and neurological diseases like patients with Alzheimer Disease.

Os hormônios tireoideanos têm importante papel na manutenção da homeostase metabólica, exercendo efeitos sobre o metabolismo glicêmico em diferentes níveis. Alterações nos níveis de hormônios tireoideanos, como ocorrem no hipertireoidismo e no hipotireoidismo, estão associados a aumento da resistência à insulina. A captação de glicose mediada pela insulina no músculo esquelético e no tecido adiposo, um dos fatores determinantes da homeostase glicêmica, é dependente da expressão do transportador de glicose tipo 4 (GLUT-4) na membrana celular destes tecidos. Visto que o gene do GLUT-4 é induzido pelos hormônios tireoideanos, alterações na concentração de triiodotironina (T3) tecidual podem explicar a associação entre alterações nos níveis de hormônios tireoideanos e resistência à insulina. No músculo esquelético a ativação do pro-hormônio tiroxina (T4) ao hormônio ativo T3 é regulada através da atividade da enzima desiodase tipo 2 (D2). Estudos em modelos animais nocaute para o gene da enzima D2 (D2K0) demonstraram resistência à insulina aumentada nestes animais. Em humanos, um polimorfismo da D2, no qual uma treonina (Thr) é trocada por uma alanina no codon 92 (D2 Thr92Ala), foi associado a redução da atividade da D2 em tecidos periféricos e maior resistência à insulina em pacientes com e sem diabetes mellitus tipo 2 (DM2). A associação entre o polimorfismo Thr92Ala da D2 e aumento de risco para DM2 não foi demonstrada nos estudos que avaliaram esta questão. Entretanto, visto que DM2 é uma doença poligênica e que os marcadores genéticos para esta doença tem tamanho de efeito pequeno, deve-se considerar falta de poder estatístico como uma possibilidade para explicar os resultados negativos. No primeiro artigo original que compõe esta Tese o objetivo foi avaliar se o polimorfismo Thr92Ala da D2 está associado com aumento de risco para DM2. Para tanto, planejou-se um estudo de caso-controle seguido de uma revisão sistemática e meta-análise da literatura. No estudo de caso-controle, foram incluídos 1057 pacientes com DM2 e 516 indivíduos controles saudáveis. A prevalência do genótipo Ala92Ala da D2 foi de 16,4% no grupo DM2 e 12,0% no grupo controle (p=0,03), resultando em uma razão de chances (RC) de 1,41 (IC95% 1,03-1,94, p=0,03). No mesmo trabalho realizou-se uma revisão sistemática com meta-análise de estudos observacionais que avaliaram a associação entre o genótipo Ala92Ala da D2 e DM2, sendo incluídos 4 estudos. A meta-análise dos 4 estudos, incluindo dados de um total de 11.033 pacientes, identificou uma RC 1,18 (IC95% 1,03-1,35, p=0,02) para a associação do genótipo Ala92Ala da D2 e DM2. Portanto, os resultados do estudo de caso-controle e da meta-análise demonstraram que o genótipo Ala92Ala da D2 está associado a aumento de risco para DM2 na população geral. A gestação caracteriza-se por uma série de alterações hormonais. Com respeito aos hormônios tireoideanos, há um aumento na produção e metabolização do T4. No metabolismo glicêmico, especialmente no terceiro trimestre, há um estado de resistência à insulina, induzido pela secreção de uma série de hormônios contra-reguladores da insulina pela placenta. A placenta também regula a transferência dos hormônios tireoideanos da mãe para o feto através da expressão das enzimas D2 e desiodase tipo 3 (D3). Portanto, em um contexto de resistência à insulina e de aumento de demanda pela produção de T4, um polimorfismo que está associado a redução da atividade da D2 em tecidos periféricos e maior resistência à insulina, pode associar-se a pior controle glicêmico durante a gestação. Portanto, o objetivo do segundo artigo original que compõe esta Tese foi de avaliar a associação entre o genótipo Ala92Ala da D2 e o controle glicêmico em gestantes. Neste estudo foram incluídas 110 gestantes (19 Ala92Ala e 91 Thr92Ala-Thr92Thr), que foram acompanhadas até o parto. Não foram identificadas diferenças no controle glicêmico ao longo da gestação, no peso neonatal ou em desfechos obstétricos entre os dois grupos. Em 30 amostras de placentas obtidas no momento do parto, realizou-se ensaios para avaliar a expressão da enzima D2. A atividade placentária da D2 das pacientes Ala92Ala foi 82% menor que nos demais genótipos (p<0,001). Pelas potenciais implicações terapêuticas no futuro, o entendimento dos mecanismos que explicam a associação entre redução na atividade da D2 e resistência à insulina e aumento do risco de DM2 são de especial interesse.