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Orientador: Patrícia de Oliveira Prada Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Recentemente, demonstrou-se que IkB quinase e (IKK?) aumenta a resistência à insulina (RI) induzida por dieta hiperlipídica em tecido adiposo e hepático. Assim, os objetivos do presente estudo foram investigar: 1) a expressão e ativação de IKK? no hipotálamo de camundongos DIO e db/db; 2) o papel da IKK? hipotalâmica no metabolismo energético e da glicose, e na ação e sinalização da insulina e leptina. Observamos maior expressão e ativação de IKK? no hipotálamo de camundongos db/db e DIO quando comparados aos controles. Cinco dias de injeção intracerebroventricular (ICV) de CAY (inibidor farmacológico da IKK?) ou de IKK? siRNA, via mini-bomba ICV, reduziu 80% da atividade de IKK?, a fosforilação do IRS1Ser307 e não alterou a fosforilação de IKK?/? em hipotálamo. A inibição IKK? (ICV): reduziu a adiposidade e ingestão alimentar, aumentou o consumo de O2 e expressão de UCP-1 no adiposo marrom, melhorou os efeitos anorexigênicos da insulina e de leptina, aumentou a fosforilação do receptor de insulina, da AKT, JAK2 e STAT3 em hipotálamo de camundongos DIO e db/db. Esses resultados persistiram com pair-feeding e pair-weight. A inibição com CAY (ICV) reduziu: a glicemia de jejum, produção hepática de glicose e expressão da PEPCK em fígado de animais DIO e db/db. Em resumo, os dados sugerem que IKK? hipotalâmica está ativada em modelos de obesidade e participa no desenvolvimento da resistência à insulina e leptina. Sua inibição reduz a adiposidade, ingestão alimentar e aumenta o gasto energético. A IKK? além de influenciar o metabolismo energético, também tem um papel no metabolismo da glicose de animais obesos. Assim, pode-se sugerir que a IKK? representa uma ligação entre a obesidade e resistência à insulina e leptina no hipotálamo e pode ser um alvo terapêutico para a resistência à insulina, obesidade e diabetes Abstract: It was demonstrated that IkB kinase epsilon (IKK?) increased insulin resistance (IR) in liver and adipose tissue of diet-induced obesity (DIO) mice. The aims of this study are to investigate: 1) the expression and activation of IKK? in the hypothalamus from DIO mice and db/db, 2) the role of hypothalamic IKK? in the energy and glucose metabolism, and in insulin and leptin action/signaling. We observed increased expression and activation of IKK? in the hypothalamus from db/db and DIO mice compared with controls. Five days of intracerebroventricular (ICV) injections of CAY (pharmacological inhibitor of IKK?) or siRNA, via ICV mini-pump, reduced 80% of IKK? activity as well asthe phosphorylation of IRS1Ser307 and did not alter the phosphorylation of IKK?/? in hypothalamus from obese mice. Inhibition of IKK? (ICV) reduced fat mass, food intake and increased O2 consumption and expression of UCP-1 in the brown adipose tissue, improved anorexigenic effects of leptin and insulin, increased insulin receptor, AKT, JAK2 and STAT3 phosphorylation in the hypothalamus of DIO and db/db mice. These results persisted even if in pair-fed and pair-weight mice. Inhibition of IKK? with ICV CAY reduced: fasting glycemia, hepatic glucose production and the expression of PEPCK in liver of DIO and db/db animals. In summary, the data suggest that hypothalamic IKK? is activated in models of obesity and participates in the development of insulin and leptin resistance. Its inhibition reduces adiposity, food intake and increases energy expenditure. Hypothalamic IKK? influences the energy and glucose metabolism in obese mice. Thus, it can be suggested that the IKK? represents a link between obesity and insulin resistance in the hypothalamus and may be a new therapeutic target to treat insulin resistance, obesity and diabetes Mestrado Clínica Médica Mestra em Clínica Médica

Orientador : Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: A PTP18 atua como efetor negativo do receptor da insulina, desfosforilando o receptor e o IRS-1 e parece estar correlacionada com a sensibilidade à insulina e desenvolvimento da obesidade. No presente estudo avaliamos a associação do receptor da insulina com a PTP18 sobre a regulação da transmissão do sinal da insulina em animais obesos MSG, animais submetidos a jejum por 72h e animais tratados agudamente com adrenalina....Observação: O resumo, na integra, podera ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Insulin is the most potent anabolic hormone known and is essential for appropriate tissue development, growth, and maintenance of whole-body glucose homeostasis. Insulin signaling is initiated by binding of insulin to the insulin receptor (IR), stimulating its tyrosine kinase activity, which, in tum triggers downstream signaling events. These include tyrosil phosphorylation of IR substrates 1 and 2 (IRS-1, IRS-2) that activate other adapter molecules such as PI3-K, PDK1 and Akt, which combined actions mediate the biological effects of insulin....Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Doutorado Doutor em Clínica Médica

Orientadores: Mary Luci de Souza Queiroz, Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: A obesidade é um problema de epidemia mundial. Considerada um processo inflamatório crônico, favorece a resistência à insulina e o desenvolvimento do Diabetes Mellitus tipo 2. Além disso, pode gerar diversos mediadores capazes de influenciar a complexa regulação hematopoética. A procura de agentes naturais que minimizam os transtornos da obesidade está recebendo uma atenção da comunidade científica. Nesse sentido, a Chlorella vulgaris (CV) surge como uma alternativa terapêutica e profilática das complicações da obesidade. Estudos realizados por nosso grupo demonstraram o efeito da alga na restauração da mielossupressão em diferentes modelos experimentais. Considerando estes aspectos, o presente estudo teve como objetivo avaliar a ação profilática da CV na modulação imunohematopoética, metabólica e de sinalização da insulina em animais obesos. Para tanto, camundongos Balb/C foram divididos em 4 grupos: controle (C), dieta padrão e CV (C+CV), dieta hiperlipídica (DH) e DH+CV, em diferentes períodos. A administração de CV restaurou a redução da hematopoese medular e o aumento na hematopoese extramedular promovidos pela DH. A CV aumentou os níveis de atividade estimuladora de colônias (CSA) em todos os grupos estudados, sendo que o grupo DH+CV produziu um aumento adicional de 2 vezes em todos os períodos avaliados. O grupo DH apresentou diminuição no número de progenitores de granulócitos-monocítico na medula, a CV reverteu tal alteração. Em relação ao metabolismo e sinalização de insulina, o grupo DH demonstrou glicemia significativamente elevada em relação ao grupo C, CV foi capaz de reduzi-la neste grupo. Além disso, o grupo DH+CV mostrou maior tolerância à glicose e insulina, paralelamente a melhora na fosforilação de IR?, IRS-1 e AKT no fígado, músculo esquelético e tecido adiposo. Como esperado, o grupo DH apresentava níveis elevados de citocinas pró-inflamatórias (IL-1, IL-6, TNF-?, TGF-? e INF?) confirmando a presença de inflamação subclínica nesses animais. A CV reduziu significativamente os níveis séricos dessas citocinas. Além disso, o grupo DH apresentou diminuição dos níveis de IL-10, sendo que a CV reverteu tais valores. A CV manteve os níveis de ácidos graxos livres, corpos cetônicos, triglicérides, colesterol e suas frações dentro dos valores fisiológicos no grupo DH+CV. Portanto, tais resultados mostram que a CV foi capaz de modular os parâmetros imunohematopoéticos e prevenir os efeitos deletérios induzidos pela DH em camundongos obesos. Sendo assim, a alga Chlorella vulgaris surge como uma promissora alternativa terapêutica e/ou complementar no tratamento da obesidade e suas complicações Abstract: Obesity is a worldwide epidemic problem. Considered a chronic inflammatory process, promotes insulin resistance and development of Diabetes Mellitus type 2 (DM2). In addition, could generate several mediators, which are capable to influence the complex hematopoiesis regulation, including tumor necrosis factor-? (TNF-?), Interleukin-1 (IL-1), Interleukin-6 (IL-6) and leptin. The search for natural agents that minimize obesity-associated disorders is receiving attention from the scientific community. In this sense, Chlorella vulgaris (CV) has emerged as an alternative treatment and prophylaxis agent against obesity-related complications. Studies by our group have demonstrated the alga effect in myelosuppression recovery in different experimental models. Considering these aspects, the present study aimed to evaluate the prophylactic effect of CV on immunohematopoietic modulation, metabolic and insulin signaling in obese animals. To this, Balb/C mice were divided into 4 groups (n=6): control (C), standard diet and CV (C+CV), high-fat diet (HFD), HFD and CV (HFD+CV) in different periods. The administration of CV restored medullar hematopoiesis reduction and increased extramedullar hematopoiesis promoted by HFD. The CV increased the CSA levels in all groups. While, HFD+CV group produced a twice additional increase in the CSA levels in all periods studied. Only HFD group showed decrease in the number of GMP in BM, CV reverted this change. In relation to metabolism and insulin signaling, HFD group showed a significant increase in blood glucose compared to C, CV was able to decrease blood glucose on this group. In addition, HFD+CV group improve tolerance of glucose and insulin, together with the improvement of IR?, IRS-1, and AKT phosphorylation in the liver, skeletal muscle and adipose tissue. As expected, HFD group showed increased levels of pro-Inflammatory cytokines (IL-1, IL-6, TNF-?, TGF-? and IFN?), confirming the presence of subclinical inflammation in these animals. The CV causes a significant reduction in serum levels of these cytokines in this group. Moreover, HFD group showed reduced levels of IL-10, and the CV reverted such values. The CV maintained the levels of free fatty acids, ketone bodies, triglycerides, cholesterol and its fractions within the physiological values in HFD+CV group. Therefore, these results show that CV was able to modulate the immunohematopoietic parameters and prevent the deleterious effects of diet-induced obese mice. Thus, the alga Chlorella vulgaris appears as a promising prophylactic and therapeutic agent against obesity-related complications Doutorado Farmacologia Doutora em Farmacologia

Orientador: Patrícia de Oliveira Prada Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: O hipotálamo é um órgão crucial na regulação do balanço energético por integrar sinais hormonais e nutricionais de órgão periféricos. O hormônio produzido pelo pâncreas - insulina - e o hormônio derivado de células adiposas - leptina- reconhecidamente, agem no SNC controlando a ingestão alimentar e o gasto energético. Recentemente foi demonstrado que a fosforilação em treonina 343 da proteina Cdc2-like kinase 2 (Clk2) é induzida pela sinalização de PI3-q/Akt no fígado. Esta regulação envolve a repressão de genes que controlam a gliconeogênese e produção de glicose hepática, levando a hipoglicemia. Porém, não há informações de que a insulina ou a leptina podem regular a Clk2 no hipotálamo in vivo. Camundongos das linhagens Swiss, db/db e C57/BL6J com oito semanas de idade foram utilizados nos experimentos. Nossos resultados mostraram que a Clk2 é expressa e regulada por insulina e leptina em hipotálamo e também que a inibição da Clk2 causou aumento da adiposidade e ingestão alimentar, diminuição do gasto energético e alterações na expressão de neuropeptídeos e do metabolismo de glicose. Além disso, a fosforilação no sítio treonina 343 da Clk2 está diminuída em animais com obesidade induzida por dieta e geneticamente obesos (db/db). A avaliação da gliconeogênese hepática em animais com a proteína Clk2 inibida via ICV mostrou uma tendência ao aumento da produção hepática de glicose, revelando uma possível participação da proteína Clk2 no controle hipotalâmico da gliconeogênese hepática. Sendo assim, podemos sugerir que a Clk2 hipotalâmica é importante no controle do balanço energético pois sua inibição acarreta obesidade acompanhada por aumento da ingestão alimentar e diminuição do gasto energético, e também podemos sugerir um papel no controle hipotalâmico da produção hepática de glicose Abstract: The hypothalamus plays an important role in the regulation of whole-body energy balance by integrating nutrients and hormones signals from peripheral inputs. The pancreatic hormone - insulin - and the adipocyte hormone - leptin - are known to act in the CNS controlling food intake and energy expenditure. Leptin and insulin signaling regulate anorexigenic neuropeptide expression. Recently, it was shown that Cdc2-like kinase 2 (Clk2) threonine 343 phosphorylation is induced by PI3K/Akt signaling in the liver. This regulation is involved in the repression of gluconeogenic gene expression and hepatic glucose output leading to hypoglycemia. Thus, it was not shown if insulin or leptin are able to regulate Clk2 threonine 343 phosphorylation in the hypothalamus in vivo. Swiss, db/db and C57/BL6J mice eight-weeks-old were used to proceed the experiments. Our data show that Clk2 is expressed and regulated by insulin and leptin in hypothalamus and hypothalamic Clk2 inhibition increased adiposity and food intake, decreased energy expenditure and disrupted neuropeptides expressions and glucose metabolism. Indeed, Clk2 threonine 343 phosphorylation is impaired in the hypothalamus of DIO and db/db mice. Hepatic gluconeogenesis was evaluated and showed increase in ICV inhibited Clk2 mice, it is plausible that Clk2 participates of hypothalamic control of hepatic gluconeogenesis. We suggest that hypothalamic Clk2 is crucial to control energy balance because its inhibition triggers obesity accompanied by increased food intake, decreased energy expenditure and increased hepatic gluconeogenesis Mestrado Clínica Médica Mestra em Ciências

Orientador: Nelci Fenalti Höehr Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: A obesidade é uma doença crônica, multifacetada e de genética complexa que, associada às suas co-morbidades, conduz a um aumento no risco de mortalidade. Essa patologia provém do balanço energético positivo entre a ingestão e gasto calórico, e é um dos principais componentes da síndrome metabólica. A preocupação com a incidência dessa doença influenciou o consumo de produtos com adição de adoçantes que, sem a devida orientação nutricional, podem não suprir adequadamente as necessidades energéticas e, ao invés de prevenir ou regredir a obesidade, podem contribuir para o aparecimento da mesma. Explorando a hipótese de que a resistência à ação central da insulina pode ser o elo entre a obesidade e demais condições clínicas, este estudo investiga os efeitos da adição, na dieta de ratos, da sacarose e dos edulcorantes: ciclamato e sacarina, na via de sinalização hipotalâmica da insulina, e sua possível influência em aspectos fisiológicos, tais como volume de ingestão, ganho de peso, taxa de desaparecimento da insulina (Kitt) e peso do tecido adiposo epididimal; bem como em aspectos moleculares, verificando a expressão de proteínas da via de sinalização de insulina, tais como IR, IRS 1 e Akt. Foram analisados dados obtidos a partir do tratamento de ratos Wistar machos divididos em quatro grupos, tendo sido cada grupo submetido, por quarenta dias, a uma das seguintes dietas: somente ração (controle), ração com adição de sacarose em solução aquosa a 30%, ração com adição de sacarina associada a ciclamato de sódio em solução aquosa a 30%, e ração com adição de sacarina em solução aquosa a 30%. Para avaliação da ingestão espontânea em doze horas, os animais foram submetidos à estereotaxia do ventrículo cerebral para possibilitar a injeção, de forma aguda, de insulina em quantidades pré-determinadas. O estudo mostrou que os animais submetidos às dietas estudadas apresentaram maior ganho de peso e no volume de ingestão e uma redução na sensibilidade à ação periférica da insulina em relação ao grupo tratado com sacarose. Também se verificou que os grupos tratados com dietas acrescidas de edulcorantes tiveram uma expressão reduzida das proteínas da via de sinalização da insulina, quando comparados ao grupo controle, indicando um risco aumentado de desenvolvimento de resistência central à ação da insulina nesses animais. Assim, concluímos que a adição desses edulcorantes à dieta de ratos supõe-se refletir em menor ação do hormônio, nesses animais, em tecidos periféricos Abstract: Obesity is a chronic, multifaceted and genetically complex disease which, associated to its co-morbidities, leads to an increased risk of mortality. This disease is a major component of the Metabolic Syndrome and comes from the positive energy balance between caloric intake and expenditure. Concern about the incidence of this disease influenced the consumption of products with the addition of sweeteners that, without proper nutritional guidance, may not adequately supply the energy needs and, instead of preventing or reversing the obesity, may contribute to the appearance of the same. Exploring the hypothesis that Resistance to Insulin may be the link between obesity and other medical conditions, this study investigates the effects of the addition, in the diet of rats, of sucrose and the sweeteners: cyclamate and saccharin, on the signaling pathway of hypothalamic insulin, and also its effects on physiological aspects, such as intake volume, weight gain, insulin decay rate (Kitt) and epididymal adipose tissue weight; as well as on molecular aspects, verifying the expression of proteins related to the insulin signaling pathway, such as IR, IRS 1 and Akt. We analyzed data obtained from the treatment of male Wistar rats divided into four groups, each group having been subjected for forty days of one of the following diets: ration only (control group), ration with addition of sucrose in aqueous solution at 30%, ration with addition of associated saccharin and sodium cyclamate in aqueous solution at 30%, and ration with the addition of saccharin in aqueous solution at 30%. To assess the spontaneous intake volume in twelve hours, animals underwent cannulation of the cerebral ventricle to enable the injection, acutely, of insulin in predetermined amounts. The study indicated that animals fed with the diets studied showed greater weight gains, higher intake volume and a reduction in peripheral sensitivity to insulin action compared to the group treated with sucrose. We also found that groups treated with ration containing sweeteners had a reduced expression of proteins of the insulin signaling pathway when compared to the control group, indicating an increased risk of developing resistance to the central action of insulin in these animals.Thus, we conclude that the addition of sweeteners to the diet of rats it is assumed to reflect on a reduced action of this hormone in the peripheral tissues of these animals Mestrado Ciências Biomédicas Mestre em Ciências Médicas

Orientador: Licio Augusto Velloso Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: O receptor ionotrópico NMDA (N-metil-D-aspartato) é um receptor de glutamato envolvido em uma série de processos essenciais para o funcionamento adequado do sistema nervoso central. A ativação ou expressão anômala deste receptor pode contribuir para o desenvolvimento de doenças como Parkinson e Alzheimer. Um estudo utilizando um microarranjo de DNA realizado em nosso laboratório revelou que apenas dois dentre 1.176 genes hipotalâmicos avaliados, estão simultaneamente envolvidos na resposta a estímulos termogênicos induzidos pela ingestão de dieta hipercalórica e pela exposição à baixa temperatura; sendo eles, a subunidade 2B do receptor NMDA, e a proteína-G ligadora de GTP. Tal fato sugere que os processos envolvidos com o controle do gasto energético são complexos e finamente regulados. Ainda, dados prévios mostraram a co-localização entre receptores NMDA e neurônios MCH (Hormônio Concentrador de Melanina), o qual é um dos principais neurotransmissores hipotalâmicos envolvidos no controle do gasto energético. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar a expressão e a funcionalidade de receptores NMDA em hipotálamo de ratos alimentados com dieta padrão ou rica em lipídeos. Como o hipotálamo responde aos hormônios leptina e insulina no processo de controle de ingestão alimentar e gasto energético, decidimos avaliar se o receptor NMDA pode modular a expressão de neurotransmissores hipotalâmicos por meio da via da leptina. Para tal, ratos foram tratados por via intracerebroventricular (icv) com glutamato (agonista de NMDA) e AG490 seguido de glutamato. O AG490 é um inibidor químico da JAK2 - proteína inicial da via de sinalização da leptina. Nossos resultados mostraram que a administração icv de glutamato reduz a ingestão alimentar e o peso dos animais, modulando a expressão de neurotransmissores orexigênicos e anorexigênicos de maneira parcialmente dependente da via da leptina Abstract: The ionotropic NMDA receptor is a glutamate receptor involved in a number of essential functions in the central nervous system. The anomalous expression or activation of this receptor can contribute to development of diseases such as Parkinson and Alzheimer. A previous study performed in our lab revealed that only two out of 1.176 genes were simultaneously modulated in the hypothalamus of rats exposed to two distinct thermogenic stimuli, i.e., exposition to low temperature and feeding a high-fat diet; the 2B NMDA receptor subunit and the GTP protein G. This fact suggests that energy expenditure is a complex and finely controlled process. In addition, previous data showed co-localization between NMDA receptor and MCH neurons, which is one of the most important hypothalamic neurotransmitters involved in the energy expenditure control. Thus, this study aimed at evaluating the expression and function of NMDA receptor in the hypothalamus of rats fed on control or high-fat diets. Since the hypothalamus is responsive to leptin and insulin, we evaluated if glutamate can modulate hypothalamic neurotransmitter expression through the leptin pathway. Rats were treated via intracerebroventricular (icv) with glutamate or glutamate followed of AG490 (a chemical inhibitor of JAK2 - inicial leptin pathway protein). Our results showed that icv glutamate reduce food intake and body weight, modulating the orexigenic and anorexigenic neurotransmitters through a mechanism, at least in part, dependent on leptin pathway Mestrado Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento Mestre em Fisiopatologia Médica