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The clinical syndrome of the pituitary pars intermedia dysfunction (PPID) is the most common endocrinopathy of older horses. This syndrome is characterized by several clinical and pathological changes, which are usually associated with adenomas of the pars intermedia (PI) of the pituitary gland. The aim of this work is to describe five cases of pituitary adenoma of the PI associated with PPID in horses, addressing its clinical and pathological aspects. The horses had a mean of 22 years of age. The main clinical signs were hirsutism and paresis of hind limbs, and at post mortem examination all horses had hirsutism, and a nodule in the pituitary gland, which was histologically characterized as an adenoma of PI (5/5). Furthermore, two horses had gross lesions suggestive of chronic laminitis. Moreover, there was intense parasitism of Sarcocystis neurona (2/5), Strongylus vulgaris (1/5), Parascaris equorum (1/5), Draschia megastoma (1/5), and Klossiella equi (1/5). RESUMO: A síndrome clínica da disfunção da pars intermedia da hipófise (PPID) é a endocrinopatia mais comum em cavalos idosos. Essa síndrome é caracterizada por várias alterações clínicas e patológicas, geralmente associadas a adenomas da pars intermedia (PI) da hipófise. O objetivo deste trabalho é descrever cinco casos de adenoma hipofisário de PI associado a PPID em equinos, abordando seus aspectos clínicos e patológicos. Os cavalos apresentaram média de 22 anos de idade. Os principais sinais clínicos incluíam hirsutismo e paresia dos membros pélvicos, e no exame post mortem todos os equinos apresentavam hirsutismo e um nódulo na glândula pituitária, que foi histologicamente caracterizada como um adenoma de PI (5/5). Além disso, dois cavalos tinham lesões macroscópicas sugestivas de laminite crônica. Ainda, havia intenso parasitismo de Sarcocystis neurona (2/5), Strongylus vulgaris (1/5), Parascaris equorum (1/5), Draschia megastoma (1/5) e Klossiella equi (1/5).

O envelhecimento é um processo biológico universal caracterizado por uma acumulação de danos e outros efeitos nocivos que levam a uma perda progressiva da integridade fisiológica e funcional que culminam na morte do organismo. As alterações que acompanham o envelhecimento ocorrem nos diversos níveis da organização do ser vivo, ou seja, a nível molecular, dos organelos, celular, dos tecidos, órgãos e sistemas. O envelhecimento constitui um dos fatores principais das patologias humanas, como o cancro, a diabetes, doenças cardiovasculares e doenças neurodegenerativas, nomeadamente, as doenças de Alzheimer e Parkinson. Por esta razão e o aumento progressivo da população idosa, nas últimas décadas têm ocorrido um aumento e progresso na investigação focada no envelhecimento. Notavelmente, ao longo das últimas décadas, tem ocorrido uma mudança gradual no foco da investigação sobre o envelhecimento, ao invés de focar-se nos efeitos e sintomas do envelhecimento, tem-se concentrado nos mecanismos moleculares subjacentes ao processo de envelhecimento. Esta nova abordagem levou à descoberta de que a taxa de envelhecimento é controlada, pelo menos até certo ponto, por vias genéticas e processos bioquímicos conservados na evolução, o que permitiu identificar e categorizar as características celulares e moleculares do envelhecimento, sendo estes definidos como os biomarcadores do envelhecimento. Foram propostos nove biomarcadores do envelhecimento: instabilidade genómica, encurtamento dos telómeros, alterações epigenéticas, perda de homeostasia proteica, desregulação da sensibilidade de nutrientes, disfunção mitocondrial, senescência celular, exaustão das células estaminais, alteração da comunicação intercelular. De entre os diversos mecanismos moleculares que impactam o envelhecimento, as alterações que afetam o proteoma celular têm um papel fulcral. Quase todos os processos fisiológicos são dependentes de proteínas e, portanto, a preservação da integridade do proteoma é imperativa para a vida do organismo. Vários fatores especializados são dedicados a preservar a integridade do proteoma celular, desde o processo de pré-tradução até o final do ciclo de vida funcional da proteína. A manutenção da homeostase celular correlaciona-se diretamente com a manutenção de um equilíbrio preciso da síntese, degradação e função de cada proteína. Quando esse equilíbrio é perturbado, as proteínas danificadas se acumulam progressivamente, levando a um estado prejudicial e até mesmo à morte celular. O distúrbio deste equilíbrio ocorre naturalmente com o envelhecimento, à medida que a integridade e a eficácia da maquinaria da síntese proteica e dos sistemas de controlo de qualidade das proteínas diminuem gradualmente devido ao inevitável acúmulo de danos com a idade. Em particular diversos estudos demonstram que a síntese proteica reduz com a idade em diversos organismos, tendo-se observado uma redução de diferentes componentes da maquinaria de tradução, nomeadamente, abundância dos ribossomas e atenuação da atividade e dos níveis dos principais fatores de iniciação e alongamento. Apesar destas descobertas e do crescente número de estudos, vários aspetos da síntese proteica no contexto do envelhecimento permanecem elusivos, especialmente a nível mecanístico. Neste sentido, o presente estudo tem como objetivo elucidar o papel da síntese proteica e do controle da tradução no envelhecimento e na expectativa de vida, assim como compreender a sua conexão funcional com os vários biomarcadores do envelhecimento. Para isso, analisou-se o perfil da taxa global de tradução em modelos celulares. De modo a estabelecer uma ligação entre o envelhecimento e a síntese proteica focamos na proteína de ligação a poliadenilato 1 (PABP1), uma proteína central no controle da tradução e estabilidade de mRNA. Esta proteína promove a circularização do mRNA, levando à estabilização e estimulação da iniciação da tradução. Por isso, PABP1 poderá desempenhar um papel fulcral na mediação de mudanças na síntese proteica com o envelhecimento. Para o estabelecimento da relação entre síntese proteica e o envelhecimento, primeiramente analisou-se a variação do PABP1 com o envelhecimento em modelo celular e em morganhos. Seguidamente, o PABP1 foi sobre-expresso no hipotálamo de morganhos envelhecidos e analisou-se diferentes proteínas ligadas ao envelhecimento, nomeadamente: mTOR, relacionado à desregulação da sensibilidade de nutrientes; Ataxina-2, referente à tradução de mRNA; LC3B e P62, alusivo à perda de homeostasia proteica; IL-6 e NF-κB, concernente à alteração da comunicação intercelular, particularmente, inflamação; e por fim PGC-1α, respeitante à disfunção mitocondrial. O hipotálamo foi o foco da sobre-expressão do PABP1 devido o seu envolvimento com diversas funções fisiológicas que diminuem com o envelhecimento, tais como: desenvolvimento, metabolismo, reprodução, ritmo circadiano e homeostase. Por conectar sistema neuroendócrino aos processos fisiológicos, supõe-se que o hipotálamo seja um regulador chave no envelhecimento sistemático. Foi possível observar que de uma forma geral a taxa de síntese proteica sofre realmente alterações com o envelhecimento. Os resultados obtidos apontam para um papel fundamental da PABP1 no envelhecimento ao induzir a expressão de P62. A expressão de P62 induzida por PABP1 poderá ter, potencialmente, um papel na inflamação, pois podem afetar os níveis de citocinas cruciais, levando à sua redução. Observou-se que danos celulares que geram instabilidade genómica ou condições de estresse podem afetar a taxa geral de síntese proteica, provavelmente, afetando a longevidade. Em conclusão, há uma corelação complexa entre o envelhecimento e síntese proteica. A síntese proteica pode ser alterada por danos celulares que afetam os componentes da maquinaria de tradução, como mutações que causam instabilidade genómica ou estresse oxidativo, impactando subsequentemente a longevidade. PABP1, um componente central na maquinaria de tradução, poderá ter um papel no contexto do envelhecimento por induzir a expressão de P62, que está envolvida em vários processos celulares que implicam o envelhecimento. A PABP1 também, potencialmente, poderá diminuir a inflamação no hipotálamo, indiretamente induzindo a diminuição do IL-6 através do P62, o que permite mitigar várias patologias associadas à inflamação com o envelhecimento. No entanto, devido à complexidade da relação da síntese proteica com o envelhecimento, mais estudos futuros são necessários para elucidar o papel da síntese proteica no envelhecimento. Aging is a universal biological process characterized by an accumulation of damage and other deleterious changes that lead to a progressive loss of physiological integrity, functionality, and fitness, ultimately resulting in death. It constitutes the primary risk factor for major human pathologies such as cancer, diabetes, cardiovascular disorders, and neurodegenerative diseases. It was proposed nine hallmarks of aging (genomic instability, telomere attrition, epigenetic alterations, loss of proteostasis, deregulated nutrient sensing, mitochondrial dysfunction, cellular senescence, stem cell exhaustion, and altered intercellular communication) that are considered to contribute to the aging process and cooperatively determine the aging phenotypes. Among these multiple molecular mechanisms underlying aging, alterations that affect protein synthesis seem to play a central role. Accumulating evidence suggests that protein synthesis and translation control could significantly influence lifespan. Therefore, this study aims to elucidate the role of protein synthesis and translation control in aging and lifespan and understand their functional connection with several hallmarks of aging. To this end, the translation rate profile was analyzed in different cellular models. Furthermore, to establish a link between aging and protein synthesis, we focused on polyadenylate binding protein 1 (PABP1), a central protein in the control of mRNA translation and stability. PABP1 was overexpressed in old mice's hypothalamus, and key proteins tightly linked with the hallmarks of aging were analyzed. We found that the overall rate of protein synthesis is altered with aging. Moreover, we observed that cellular damage generating genomic instability or stress conditions could impact the overall rate of protein synthesis, possibly affecting lifespan. In addition, our data point to a key role of PABP1 in aging by inducing the expression of p62. PABP1-induced expression of p62 could potentially have a role in inflammaging, as it could reduce the levels of crucial cytokines such as IL-6. Altogether, the results revealed a complex relationship between protein synthesis and aging; therefore, more studies are necessary to elucidate the role of protein synthesis in aging.

Entre as doenças não comunicáveis mais predominantes na atualidade, a obesidade destaca níveis crescentes a cada ano. Dados mais recentes da Organização Mundial de Saúde (OMS) apontam que cerca de 650 milhões de adultos são obesos, ou seja, muitos destes indivíduos estão em idade reprodutiva. A partir dessas informações, o presente estudo tem como objetivo avaliar os efeitos da obesidade induzida pelo modelo de superalimentação pós-natal materna, sobre parâmetros metabólicos na prole de ratos Wistar na idade adulta. Para isso, ratas Wistar não obesas com 70 dias de idade foram colocadas para cruzar com ratos também não obesos, constituindo a geração F0. Três dias após a concepção da primeira geração (F1), foi realizada a redução de ninhada na proporção de 3 animais fêmeas por ninhada constituindo o grupo ninhada reduzida (Small Litter, SL) e 9 animais fêmeas por ninhada para os grupos controle (Normal Litter, NL). Aos 70 dias de idade, as ratas F1 foram submetidas ao cruzamento com ratos não obesos e após a concepção da segunda geração (F2), as ninhadas foram padronizadas para 6 filhotes por mãe (3 filhotes machos e 3 fêmeas). Após o desmame, a geração F2 foi separada nos seguintes grupos experimentais: filhotes machos e fêmeas de mães NL: M-NLO e F-NLO; e filhotes de mães SL: M-SLO e F-SLO. Os filhotes foram acompanhados até os 120 dias de idade, quando foi realizada a eutanásia e coletas de amostras. Ambas as proles M-SLO e F-SLO tiveram maior ingestão alimentar e ganho de massa corporal ao longo do período experimental, apresentaram fenótipo obeso, aumento da massa do pâncreas e da área das ilhotas pancreáticas. Contudo, as análises bioquímicas revelaram que apenas a prole M-SLO teve aumento nas concentrações plasmáticas de glicose e triglicérides. As análises moleculares demonstraram também que apenas a prole M-SLO teve redução na expressão da PI3K e da razão p-AKT/AKT no hipotálamo. Em conjunto, nossos dados evidenciam que a superalimentação materna pós-natal induz um fenótipo obeso tanto nos filhotes machos e fêmeas durante a vida adulta, assim como o remodelamento das ilhotas pancreáticas. Contudo, apenas nos filhotes machos foi observado desregulação de parâmetros bioquímicos e da via da insulina no hipotálamo, evidenciando um mecanismo sexo-específico. Among the most prevalent non-communicable diseases today, obesity stands out at increasing levels each year. More recent data from the World Health Organization (WHO) indicate that about 650 million adults are obese, that is, many of these individuals are of reproductive age. Based on this information, the present study aims to evaluate the effects of obesity induced by the maternal postnatal overfeeding model on metabolic parameters in the offspring of Wistar rats in adulthood. For this, non-obese Wistar rats with 70 days of age were placed to cross with non-obese rats, constituting the F0 generation. Three days after conception of the first generation (F1), litter reduction was carried out in the proportion of 3 female animals per litter constituted by the reduced litter group (Small Litter, SL) and 9 female animals per litter for the control groups (Normal Litter, NL). At 70 days of age, F1 rats were crossed with non-obese rats and after conception of the second generation (F2), litters were standardized to 6 pups per mother (3 male pups and 3 female pups). After weaning, the F2 generation was separated into the following experimental groups: male and female offspring from NL mothers: M-NLO and F-NLO; and pups from SL mothers: M-SLO and F-SLO. The pups were followed up to 120 days of age, when euthanasia and sample collection were performed. Both M-SLO and F-SLO offspring had higher food intake and body mass gain throughout the experimental period, presented obese phenotype, increased pancreas mass and pancreatic islet area. However, biochemical analyzes revealed that only the M-SLO offspring had an increase in plasma concentrations of glucose and triglycerides. Molecular analyzes also showed that only the M-SLO offspring had a reduction in the expression of PI3K and p-AKT/AKT ratio in the hypothalamus. Taken together, our data evidence that postnatal maternal overfeeding induces an obese phenotype in both male and female offspring during adulthood, as well as pancreatic islet remodeling. However, only in male offspring dysregulation of biochemical parameters and of the insulin pathway in the hypothalamus was observed, evidencing a sex-specific mechanism. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Background and Purpose The enzyme α/β‐hydrolase domain containing 6 (ABHD6), a new member of the endocannabinoid system, is a promising therapeutic target against neuronal‐related diseases. However, how ABHD6 activity is regulated is not known. ABHD6 coexists in protein complexes with the brain‐specific carnitine palmitoyltransferase 1C (CPT1C). CPT1C is involved in neuro‐metabolic functions, depending on brain malonyl–CoA levels. Our aim was to study CPT1C–ABHD6 interaction and determine whether CPT1C is a key regulator of ABHD6 activity depending on nutritional status. Experimental Approach Co‐immunoprecipitation and FRET assays were used to explore ABHD6 interaction with CPT1C or modified malonyl–CoA‐insensitive or C‐terminal truncated CPT1C forms. Cannabinoid CB1 receptor‐mediated signalling was investigated by determining cAMP levels. A novel highly sensitive fluorescent method was optimized to measure ABHD6 activity in non‐neuronal and neuronal cells and in brain tissues from wild‐type (WT) and CPT1C–KO mice. Key Results CPT1C interacted with ABHD6 and negatively regulated its hydrolase activity, thereby regulating 2‐AG downstream signalling. Accordingly, brain tissues of CPT1C–KO mice showed increased ABHD6 activity. CPT1C malonyl–CoA sensing was key to the regulatory role on ABHD6 activity and CB1 receptor signalling. Fasting, which attenuates brain malonyl–CoA, significantly increased ABHD6 activity in hypothalamus from WT, but not CPT1C–KO, mice. Conclusions and Implications Our finding that negative regulation of ABHD6 activity, particularly in the hypothalamus, is sensitive to nutritional status throws new light on the characterization and the importance of the proteins involved as potential targets against diseases affecting the CNS., We thank Dr. Gemma Fabriàs and Alexandre García from the Research Unit of BioActive Molecules (Institut de Química Avançada de Catalunya, IQAC) for technical assistance in the analysis of endocannabinoid levels. We also thank Prof. Kenneth Mackie from the Department of Psychological and Brain Sciences, Indiana University Bloomington (USA), for providing ABHD6 antibody for western blotting assays in brain tissue. This work was supported by the Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO), Agencia Estatal de Investigación (AEI) and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) (SAF2017‐83813‐C3‐3‐R to N.C. and R.R.‐R.), Joint Bilateral Project Japan‐Spain/AEI (PCI2018‐092997/AEI to R.R.‐R.) and Fundació La Marató de TV3 (Grant 87/C/2016 to N.C.). A.F. and C.R. are recipients of a fellowship from the Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de la Recerca (AGAUR) in Catalonia.

Exposure of microglia to an inflammatory environment may lead to their priming and exacerbated response to future inflammatory stimuli. Here we aimed to explore hypothalamic microglia priming and its consequences on energy balance regulation. A model of intracerebroventricular administration of neuraminidase (NA, which is present in various pathogens such as influenza virus) was used to induce acute neuroinflammation. Evidences of primed microglia were observed 3 months after NA injection, namely (1) a heightened response of microglia located in the hypothalamic arcuate nucleus after an in vivo inflammatory challenge (high fat diet [HFD] feeding for 10 days), and (2) an enhanced response of microglia isolated from NA-treated mice and challenged in vitro to LPS. On the other hand, the consequences of a previous NA-induced neuroinflammation were further evaluated in an alternative inflammatory and hypercaloric scenario, such as the obesity generated by continued HDF feeding. Compared with sham-injected mice, NA-treated mice showed increased food intake and, surprisingly, reduced body weight. Besides, NA-treated mice had enhanced microgliosis (evidenced by increased number and reactive morphology of microglia) and a reduced population of POMC neurons in the basal hypothalamus. Thus, a single acute neuroinflammatory event may elicit a sustained state of priming in microglial cells, and in particular those located in the hypothalamus, with consequences in hypothalamic cytoarchitecture and its regulatory function upon nutritional challenges. Ministerio de Economía, Industria yCompetitividad, Gobierno de España, Grant/Award Number: SAF2017-83645; Ministeriode Educación y Formación Profesional; Funding for open access charge: Universidadde Málaga/CBUA

Orientadores: Leandro Pereira de Moura, Young-Bum Kim Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas Resumo: A obesidade é um dos principais problemas de saúde pública em muitos países, e entender os mecanismos fisiopatológicos subjacentes à manutenção da homeostase energética e glicêmica são essenciais para o seu tratamento. O hipotálamo é responsável por modular as respostas neurais que regulam a fome e a homeostase energética. A micróglia desempenha um papel fundamental na resposta imune e na inflamação hipotalâmica. Estudos experimentais mostraram que a obesidade prejudica a sinalização da leptina em neurônios hipotalâmicos, levando à resistência à leptina. Nesse sentido, apolipoproteína J (ApoJ) e seu receptor, LRP2, foram recentemente sugeridos como co-reguladores da sinalização de leptina no hipotálamo e, portanto, podem ser considerados alvos promissores para o tratamento da obesidade. Além disso, a ApoJ circulante está positivamente associada à resistência à insulina em indivíduos obesos e com diabetes tipo 2. Sinergicamente, o exercício físico é uma ferramenta não farmacológica capaz de aumentar a sensibilidade à leptina no hipotálamo e diminuir os níveis séricos de ApoJ, o que contribui tanto para a redução da hiperfagia quanto da resistência à insulina. No entanto, os efeitos do exercício físico sobre o conteúdo hipotalâmico de ApoJ ainda são desconhecidos. Este estudo tem como objetivo investigar os efeitos do exercício aeróbico de curta duração sobre o conteúdo hipotalâmico de ApoJ, bem como o perfil metabólico de camundongos obesos nocautes para ApoJ na micróglia. O estudo foi dividido em duas fases; primeiro, camundongos albinos suíços foram divididos em três grupos: controles magros, obesos sedentários e obesos exercitados. Todos os camundongos obesos exercitados praticaram exercícios aeróbios por sete dias consecutivos. Todos os camundongos obesos foram alimentados com dieta hiperlipídica. Os dados obtidos revelaram que camundongos obesos sedentários reduziram a sensibilidade à glicose e aumentaram os níveis séricos de ApoJ, glicose, insulina, HOMA-IR, colesterol total e LDL. Por outro lado, camundongos que praticaram exercícios aeróbicos de curta duração reduziram o consumo alimentar e reverteram os distúrbios causados pela obesidade na homeostase glicêmica, que foram concomitantes à redução dos níveis circulantes de ApoJ. Curiosamente, os camundongos exercitados aumentaram significativamente o conteúdo de proteína ApoJ hipotalâmica, que se correlacionou negativamente com o peso corporal e parâmetros fisiológicos relacionados à homeostase glicêmica. Na segunda fase do estudo, geramos uma linhagem de camundongos sem ApoJ em células da micróglia (CX3CR1-Cre, ApoJflox/flox). No primeiro experimento com esta linhagem, os animais foram alimentados com ração padrão para roedores e foi observado um leve aumento no peso corporal e nos níveis séricos de leptina. Em seguida, os camundongos foram desafiados metabolicamente com uma dieta hiperlipídica e os camundongos nocautes apresentaram resistência à insulina, intolerância à glicose, aumento na adiposidade e nos níveis séricos de insulina e leptina. Além disso, os resultados demonstraram uma redução de 60% na expressão de ApoJ no hipotálamo de animais nocautes em comparação com os controles. Os níveis séricos de ApoJ não foram afetados pela deleção de ApoJ em células da micróglia, enquanto que a ApoJ sérica foi positivamente correlacionada com o conteúdo de ApoJ em várias áreas do cérebro, fígado, músculo e tecido adiposo branco. No geral, os achados sugerem que a deleção da ApoJ nas células da micróglia agrava a intolerância à glicose e a resistência à insulina, e a prática de exercício físico pode ser uma importante ferramenta não farmacológica para o tratamento da obesidade Abstract: Obesity is one of the main public health problems in many countries, and understanding the pathophysiological mechanisms underlying the maintenance of energy and glucose homeostasis are essential for its treatment. The hypothalamus is responsible for modulating the neural responses that regulate the control of hunger and energy, and the microglia play an important role in the immune response and hypothalamic inflammation. Experimental studies have shown that obesity impairs leptin signaling in hypothalamic neurons, leading to leptin resistance. With regard to this, apolipoprotein J (ApoJ) and its receptor, LRP2, have recently been suggested as co-regulators of leptin signaling in the hypothalamus and therefore can be considered promising targets to treat obesity. Moreover, circulating ApoJ is positively associated with insulin resistance in obese and type 2 diabetes subjects. Synergistically, physical exercise is a non-pharmacological tool that is able to increase leptin sensitivity in the hypothalamus, and decrease the serum levels of ApoJ, which contributes to both reducing hyperphagia and insulin resistance. However, the effects of physical exercise on the hypothalamic ApoJ content are still unknown. This study aims to investigate the effects of short-term aerobic exercise on the hypothalamic ApoJ content as well as the metabolic profile of obese microglia ApoJ knockout mice. The study was divided into two phases; first, Swiss albino mice were divided into three groups lean controls, obese sedentary, and obese exercised. All obese exercised mice practiced aerobic exercise for seven consecutive days. The mice in obese groups received a high-fat diet. The obtained data revealed that sedentary obese mice reduced glucose sensitivity and increased serum levels of ApoJ, glucose, insulin, HOMA-IR, total cholesterol, and LDL. On the other hand, mice that practiced short-term aerobic exercise reduced food consumption and reversed the disturbances caused by obesity in glycemic homeostasis, which was concomitant to a reduction in circulating ApoJ levels. Interestingly, the exercised mice significantly increased the hypothalamic ApoJ protein content, which were negatively correlated with body weight and physiological parameters related to glycemic homeostasis. In the second phase of the study, we generated a mice strain lacking ApoJ in microglial cells (CX3CR1-Cre, ApoJflox/flox). In the first experiment with this strain, animals were fed a normal chow diet and a slight increase in body weight and serum leptin levels were observed. Then, mice were metabolically challenged with a high-fat diet and knockout mice showed insulin resistance, glucose intolerance, higher body fat mass as well as an increase in serum insulin and leptin levels. In addition, the results demonstrated a reduction of 60% of ApoJ mRNA levels in the hypothalamus of knockout animals compared to the controls. Serum ApoJ levels were not affected by ApoJ deletion in microglial cells whereas serum ApoJ was positively correlated with ApoJ content in several brain areas, liver, muscle, and white adipose tissue. Overall, the findings suggest that deletion of ApoJ in microglial cells severely worsens glucose intolerance and insulin resistance, and the practice of physical exercise might be an important non-pharmacological tool for the treatment of obesity Doutorado Metabolismo e Biologia Molecular Doutora em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo FAPESP 2016/24406-4, 2019/19938-5 CNPQ CAPES 001

La ansiedad es uno de los trastornos psicológicos más comunes que afectan actualmente a un alto porcentaje de la población mundial. Los individuos con ansiedad generalmente se caracterizan por presentar un estado emocional negativo de tensión como respuesta anticipatoria a una situación temida en los que se manifiesta una serie de síntomas de tipo cognitivos, fisiológicos y conductuales. El objetivo de la investigación es estudiar cómo afecta la ansiedad a la cantidad de volumen cerebral estimada en las diferentes regiones del hipotálamo en población adulta-joven. Se utilizó una muestra de 1077 participantes, entre los que 583 eran mujeres y 494 hombres. Mediante la prueba “Life Function” utilizada para evaluar la psicopatología en adultos se dividió se dividió en dos grupos a los participantes, distribuidos según sus niveles de ansiedad y género. Los resultados obtenidos evidencian que existen diferencias en la cantidad de volumen en la región tubular inferior del hipotálamo y los grupos de ansiedad. En conclusión, el hipotálamo interviene en la regulación de la ansiedad en el organismo. Por esta razón, se necesitan más estudios que ayuden a conocer de manera más específica esta estructura cerebral. Anxiety is one of the most common psychological disorders currently affecting a high percentage of the world's population. Individuals with anxiety are generally characterized by presenting a negative emotional state of tension as an anticipatory response to a feared situation in which a series of cognitive, physiological and behavioral symptoms are manifested. The aim of the research is to study how anxiety affects the amount of brain volume estimated in the different regions of the hypothalamus in the young adult population. A sample of 1077 participants was used, 583 of whom were women and 494 men. By means of the "Life Function" test used to assess psychopathology in adults, the participants were divided into two groups, distributed according to their anxiety levels and gender. The results obtained show that there are differences in the amount of volume in the inferior tubular region of the hypothalamus and anxiety groups. In conclusion, the hypothalamus is involved in the regulation of anxiety in the organism. For this reason, further studies are needed to gain more specific knowledge of this brain structure.

Los astrocitos se han mostrado siempre como células únicamente de sostén pero, en los últimos años, han adquirido especial relevancia por su participación en la detección y regulación de ciertos metabolitos y hormonas relacionadas con la homeostasis energética. A pesar de ello, aún se desconocen muchos de los mecanismos por los cuales los astrocitos participan en esta regulación. La proteína quinasa activada por AMP (AMPK, AMP-activated protein kinase) es un sensor celular especialmente importante en la regulación central del balance energético, sobre todo a nivel hipotalámico. Por ello, el trabajo de esta tesis fue investigar la implicación de los astrocitos en la homeostasis energética a través de AMPK. Nuestros resultados muestran que la eliminación genética de AMPKα1 en los astrocitos que expresan la proteína gliofibrilar acídica (GFAP, glial fibrillary acidic protein) provoca un aumento del peso corporal y una disminución de la termogénesis del tejido adiposo pardo (BAT, brown adipose tissue), únicamente en los ratones hembra. Además, estas hembras presentan un aumento de los niveles de aromatasa en el núcleo arcuato (ARC, arcuate nucleus) y en el núcleo ventromedial (VMH, ventromedial nucleus) del hipotálamo. Por lo tanto, estos datos muestran que los astrocitos presentan un claro dimorfismo sexual en el cual participa AMPK 2023-01-20

The hypothalamus is implicated in controlling feeding and adiposity, besides many other physiological functions, and thus can be of great importance in explaining productive differences between lean and fatty pig breeds. The present study aimed to evaluate the hypothalamic transcriptome of pure Iberian (IBxIB) and Large White x Iberian crossbreds (IBxLW) at 60 days-old, produced in a single maternal environment. Results showed the implication of gender and genotype in the hypothalamic transcriptome, with 51 differentially expressed genes (DEGs) between genotypes and 10 DEGs between genders. Fourteen genotype by sex interactions were found, due to a higher genotype effect on transcriptome found in males. In fact, just 31 DEGs were identified when using only females but 158 using only males. A higher expression of genes related to mitochondrial activity in IBxIB male animals (ND3, ND4, ND5, UQCRC2 and ATP6) was found, which was related to a higher oxidative phosphorylation and greater reactive oxygen species and nitric oxide production. IBxLW male animals showed higher expression of SIRT3 regulator, also related to mitochondrial function. When females were analysed, such differences were not found, since only some differences in genes related to the tricarboxylic acid cycle. Thus, the results indicate a significant effect and interaction of the breed and the sex on the hypothalamic transcriptome at this early age.

Orientador: Licio Augusto Velloso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Obesidade e sobrepeso afetam mais da metade da população mundial, sendo hoje considerados problemas de saúde pública. O controle do peso corporal, comportamento alimentar e homeostase energética são mantidos pelo sistema melanocortina hipotalâmico, composto por neurônios de primeira ordem, anorexigênicos (POMC e CART) e orexigênicos (AgRP e NPY), presentes no núcleo arqueado do hipotálamo que detectam tanto níveis hormonais circulantes (leptina, insulina, grelina e colecistoquinina), quanto componentes alimentares (ácidos graxos). Assim, esses neurônios integram esses sinais periféricos e produzem os neuropeptídeos (POMC/CART e NPY/AGRP) que mantém a homeostase energética. Entretanto, o aumento na ingestão de alimentos ricos em gorduras saturadas promove uma regulação anômala do neuropeptídeo POMC e um quadro de inflamação hipotalâmica que leva ao estabelecimento de um fenótipo obeso. Como estratégia terapêutica para manejo da obesidade, são utilizados alguns fármacos, como os análogos do GLP1 (peptídeo 1 semelhante ao glucagon), baseados em receptores acoplados à proteína G (GPCRs). Contudo, além de não existir tratamento efetivo para obesidade, e por ser uma condição patológica sistêmica que afeta vários órgãos, ainda sim se torna necessário a identificação de novos componentes e de novos alvos terapêuticos que possam contribuir no reestabelecimento da homeostase energética. Desse modo, nosso estudo identificou dois novos GPCRs (GPR68e GPR139), ambos presentes no sistema melanocortina hipotalâmico e modulados pelo curto período de alimentação em dieta hiperlipídica (HFD) e por privação de nutrientes. Além disso, nossas abordagens farmacológicas, por meio de moduladores alostéricos do GPR68, mostraram seu efeito no controle da ingestão alimentar. Por meio da inibição parcial do GPR139, pontuamos que esse receptor é importante no controle da glicemia, peso corporal e ingestão alimentar. Logo, os novos participantes, GPR68 e GPR139, caracterizados nesse trabalho, mostraram estar relacionados diretamente com o comportamento alimentar (GPR68 e GPR139), bem como a manutenção adequado do peso corporal e homeostase glicêmica (GPR139) Abstract: Obesity and overweight affect more than half of the world's population, and are now considered public health problems. Control of body weight, feeding behavior and energy homeostasis are maintained by the hypothalamic melanocortin system, composed of first-order, anorexigenic (POMC and CART) and orexigenic (AgRP and NPY) neurons, located in the arcuate nucleus of the hypothalamus that detect both hormonal levels circulating substances (leptin, insulin, ghrelin and cholecystokinin), as well as food components (fatty acids). Thus, these neurons integrate these peripheral signals and produce neuropeptides (POMC/CART and NPY/AGRP) that maintain energy homeostasis. However, the increase food intake of saturated fats promotes an anomalous regulation of the neuropeptide POMC and a state of hypothalamic inflammation that leads to the establishment of an obese phenotype. As a therapeutic strategy for obesity management, some drugs are used, such as GLP1 (glucagon-like peptide 1) analogues, based on G protein-coupled receptors (GPCRs). However, in addition to the fact that there is no effective treatment for obesity, and because it is a systemic condition that affects several organs, it is still necessary to identify new participants and new therapeutic targets that can contribute to the reestablishment of energy homeostasis. Thus, our study identified two new GPCRs (GPR68 and GPR139), both present in the hypothalamic melanocortin system (GPR139 is only express in Agrp and Pomc neurons) and modulated by short-term high-fat diet (HFD) and nutrient deprivation. In addition, our pharmacological approaches, through allosteric modulators of GPR68, have shown its effect on the control of food intake. Through the partial inhibition of GPR139, we pointed out that this receptor is important in the maintenance of fasting glucose levels, body weight and food intake. Therefore, the new participants, GPR68 and GPR139, characterized in this work, showed to be directly related to eating behavior (GPR68 and GPR139), as well as the adequate maintenance of body weight and fasting glucose (GPR139) Doutorado Anatomia Doutor em Biologia Celular e Estrutural CAPES 88882.329652/2019-01

Orientador: Marcio Alberto Torsoni Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas Resumo: O uso do óleo de coco (CO) na dieta permanece controverso devido aos possíveis efeitos adversos dos ácidos graxos saturados e sua associação com desordens metabólicas e obesidade. O presente estudo investigou os efeitos metabólicos da suplementação de CO no hipotálamo e tecido adiposo de camundongos Swiss saudáveis. O protocolo experimental foi aprovado pelo CEUA da UNICAMP (no5124-1/2019). Camundongos, machos, Mus musculus da linhagem Swiss (com 5 semanas de vida) alimentados com dieta normal (ad libitum), foram randomicamente distribuídos em grupos e suplementados oralmente, por 8 semanas, com 300 ?L de água para o grupo controle (CV), 100 ou 300 ?L de óleo de coco (CO100 e CO300, respectivamente) e 100 ou 300 ?L de óleo de soja (SO100 e SO300, respectivamente). No mais, os camundongos foram estimulados com solução salina ou leptina ou insulina para avaliação da sensibilidade à leptina e sinalização da leptina e insulina após oito semanas de suplementação. A ingestão alimentar e o peso corporal foram mensurados semanalmente. Ao final do período de suplementação analisou-se parâmetros metabólicos por calorimetria indireta, comportamentais e moleculares, como expressão das citocinas TNF-?, IL-1?, IL-6 e da quimiocina CCL2 por qPCR e expressão das proteínas pJNK e pNF?B por WB. No mais, tratou-se linhagem celular neuronal (mHypoA-2/29) com soro dos camundongos suplementados com CO, na presença ou ausência do inibidor de TLR4 (TAK-242) e mensurou-se por qPCR a expressão de TNF-? e NFKBia e por WB a migração de NFKB para o núcleo. Para análise estatística foram aplicados: teste t de Student; teste t pareado; análise de variância unilateral (ANOVA) seguida de Student-Newman-Keuls. Enquanto para amostras não paramétricas, aplicou-se os testes de Wilcoxon e Kruskal Wallis. As diferenças foram consideradas significantes para p< 0,05. Não houve alteração na ingestão dietética durante o período experimental. A suplementação com CO levou ao aumento do ganho de peso corporal e da adiposidade, redução do gasto energético e da atividade locomotora, e indução de um comportamento ansioso. No hipotálamo, o consumo de CO aumentou a expressão gênica de citocinas pró-inflamatórias, como TNF-?, IL-1? e IL- 6, a fosforilação de JNK e NFKB e o conteúdo proteico de TLR4. Ainda, observou-se aumento da infiltração de macrófagos bem como da expressão gênica de TNF-? e IL6 no tecido adiposo dos animais suplementados com CO. Contudo, a expressão dos genes IL-1B e CCL2, os níveis de pJNK e pNF?B aumentaram apenas no tecido adiposo do CO300. Ademais, células neuronais tratadas com soro de camundongos suplementados com CO mostraram aumento na expressão gênica de TNF-? e NF?Bia e maior migração de NFKB para o núcleo. Contudo, esses efeitos foram evitados por tratamento prévio com inibidor de TLR4. Por fim, a suplementação com CO induziu estresse de retículo endoplasmático no hipotálamo e resistência à leptina hipotalâmica, conforme demonstrado pelo efeito reduzido da leptina no gasto de energia, fosforilação de JAK2 e STAT3 hipotalâmica e expressão de POMC. No tecido adiposo, a lipogênese foi favorecida e a sinalização de STAT3 e JAK2 prejudicada após suplementação de CO e estimulação com leptina. Contudo, a suplementação de CO por oito semanas não desencadeou resistência à insulina. A suplementação com CO, por 8 semanas, altera parâmetros metabólicos, estimula resposta pró-inflamatória, por meio de um mecanismo mediado por TLR4, induz disfunção comportamental, estresse de retículo endoplasmático no hipotálamo e resistência hipotalâmica e periférica à leptina em camundongos Swiss saudáveis Abstract: The use of coconut oil (CO) in the diet remains controversial due to the possible adverse effects of saturated fatty acids and their association with metabolic disorders and obesity. This study investigated the metabolic effects of CO supplementation on the hypothalamus and adipose tissue of healthy Swiss mice. The experimental protocol was approved by the CEUA of UNICAMP (no5124 1/2019). Male Swiss, Mus musculus, mice (5 weeks old) fed a normal diet (ad libitum) were randomly distributed into groups and supplemented orally, for 8 weeks, with 300 ?L of water for the control group (CV),100 or 300 ?L of coconut oil (CO100 and CO300, respectively) and 100 or 300 ?L of soybean oil (SO100 and SO300, respectively). Furthermore, mice were stimulated with saline solution or leptin or insulin to assess leptin sensitivity and leptin and insulin signaling after eight weeks of supplementation. Food intake and body weight were measured weekly. At the end of the supplementation period, metabolic parameters were analyzed by indirect calorimetry, behavioral and molecular parameters, such as expression of the cytokines TNF-?, IL-1?, IL-6 and the chemokine CCL2 by qPCR and expression of pJNK and pNF?B proteins by WB. Furthermore, a neuronal cell line (mHypoA-2/29) was treated with CO supplemented mice serum, in the presence or absence of TLR4 inhibitor (TAK 242) and the expression of TNF-? and was measured by qPCR. NFKBia and by WB the migration from NFKB to the core. For statistical analysis were applied: Student's t test; paired t test; One-way analysis of variance (ANOVA) followed by Student-Newman-Keuls. As for non-parametric samples, the Wilcoxon and Kruskal Wallis tests were applied. Differences were considered significant at p

Sufrir ansiedad no es un hecho singular. Las diferentes fases por las que pasa un individuo en su vida, las experiencias, dificultades, preocupaciones, etc. que todos experimentamos, pueden desencadenar de forma más o menos intensa en el padecimiento de esta emoción, la cual, al igual que las demás, están moduladas y relacionadas con las distintas regiones cerebrales. Por ello, es interesante conocer las condiciones en las que encontramos dichas estructuras cuando se experimenta una emoción. La ansiedad ha sido el centro de interés de este estudio, con un total de 1063 sujetos, procedentes de la base de datos HCP, que se agruparon en dos conjuntos, baja y alta ansiedad, en función de sus puntuaciones en la prueba ASR DSM Anxiety Problems (scale 2). Se han examinado, a través de resonancia magnética, las diferencias en función del grupo, en la cantidad de mielina de las áreas hipotalámicas. Concluyendo, tras los análisis, que la cantidad de mielina es mayor en los grupos de baja ansiedad y en la región posterior del hipotálamo, lo que indica que el estado del hipotálamo discierne en presencia de ansiedad de su condición en ausencia de esta. Suffering anxiety is not a singular fact. The different phases through which an individual goes through in his life, the experiences, difficulties, worries, etc. that we all experience, can trigger in a more or less intense way in the suffering of this emotion, which, like the others, are modulated and related to the different brain regions. Therefore, it is interesting to know the conditions in which these structures are found when an emotion is experienced. Anxiety has been the focus of interest in this study, with a total of 1063 subjects, from the HCP database, who were grouped into two sets, low and high anxiety, according to their scores on the ASR DSM Anxiety Problems test (scale 2). Differences in the amount of myelin in the hypothalamic areas were examined by magnetic resonance imaging (MRI), depending on the group. Concluding, after analysis, that the amount of myelin is higher in the low anxiety groups and in the posterior region of the hypothalamus, indicating that the state of the hypothalamus is discerning in the presence of anxiety from its condition in the absence of anxiety.

The aging process is a set of changes that occur in the entire organism as a consequence of degenerative damage that affects biological, molecular, and physiological processes. The hypothalamus plays an important role in several physiological functions associated with the aging process. There are several mediators involved in the process of regulating these functions, one of which is Ataxin-2. Ataxin-2 is a cytoplasmic protein with an important role in the RNA metabolic process, regulation of translation, stress granule assembly, calcium homeostasis and insulin signalization, among others. This study aims to evaluate the impact of Ataxin-2 expression in the hypothalamus, assessing molecular and physiological characteristics of the aging process. For that, C5BL/J6 mice were randomly divided into three groups and subsequently submitted to stereotaxic injections of lentiviral vectors encoding for human ATX2 and for GFP (as control). There were three experimental groups: one with non-injected mice, one with mice injected with Ataxin-2, and one with mice injected with GFP. Results show that Ataxin-2 caused the mice to gain weight and the tissues of the mice injected with Ataxin-2 revealed to be like young mice histology, with Ataxin-2 reducing the levels of inflammation on a molecular level. These data could suggest that Ataxin-2 delays the aging process, proving to have a very important role in regulating molecular and physiological functions in the hypothalamus during that process. However, further investigation is needed to establish Ataxin-2 as a regulatory aging mediator. O envelhecimento é um processo biológico natural que ocorre em todos os organismos. É um processo caracterizado pela perda gradual e global de funções fisiológicas, biológicas e por processos moleculares que conduzem a alterações que comprometem a função de células, tecidos e órgãos e culminam com a morte do organismo. O hipotálamo é uma pequena parte do cérebro que controla a maioria das funções fisiológicas alteradas pelo processo de envelhecimento. De entre muitas funções, o hipotálamo tem também a capacidade de detetar inflamação, por meio de sinais sistémicos no sangue. O hipotálamo desempenha funções essenciais como o controlo do ritmo circadiano, a resposta ao stress, a regulação do balanço energético e a regulação da homeostasia corporal. Todas estas funções fazem com que o hipotálamo desempenhe um papel fundamental no processo de envelhecimento. A ataxina-2 é uma proteína citoplasmática que se encontra quer em tecidos embrionários, quer em tecidos adultos. No cérebro é nas células de Purkinje do cerebelo onde apresenta maiores níveis de expressão. Esta proteína desempenha funções no papel do metabolismo de RNA, na regulação da tradução, na formação de grânulos de stress, na reorganização do citoesqueleto, na sinalização de cálcio, na sinalização de insulina, entre outros. Um estudo anterior demonstrou que a ataxina-2 hipotalâmica mitigou alguns danos provocados pela obesidade a nível da sensibilidade à insulina, na inflamação e na degradação dos órgãos periféricos. Como tal, sendo os danos provocados pela obesidade uma consequência que acelera o processo de envelhecimento, fomos estudar a ataxina-2 hipotalâmica no processo de envelhecimento. Assim, este estudo teve como principal objetivo avaliar o impacto local da ataxina-2 no hipotálamo em características moleculares e fisiológicas do envelhecimento. Neste estudo, murganhos C57BL/6J foram divididos aleatoriamente em três grupos, sendo submetidos a injeções exterotáxicas de vetores lentivirais que codificam para ATXN2 humana e para o GFP. No estudo três grupos experimentais foram constituídos, o grupo dos animais não injetados, o grupo dos animais injetados com ataxina-2 e o grupo dos animais injetados com GFP. Os resultados obtidos demonstraram que a ataxina-2 reverte alguns dos danos causados pelo envelhecimento. Nomeadamente, nos animais injetados com a ataxina-2, foi possível observar que o peso dos animais aumentou comparativamente aos dos grupos controlo, a nível de danos em órgãos e tecidos foi-nos possível concluir, através da análise histológica, que os órgãos e tecidos destes animais se assemelhavam aos de animais jovens. A nível molecular observou-se que a ataxina-2 reduziu os níveis de inflamação, comparativamente aos grupos controlo. Por fim observou-se também que os animais injetados com GFP, apresentaram características semelhantes aos animais não injetados, o que sugere que a cirurgia esterotáxica não levou a alterações no funcionamento do hipotálamo. Este trabalho permitiu concluir que a ataxina-2 parece desempenhar um papel fundamental na regulação de funções moleculares e fisiológicas pelo hipotálamo no processo de envelhecimento. No entanto, mais estudos serão necessários para estabelecer a ataxina-2 como um mediador regulatório do envelhecimento e para melhor compreender a nível molecular as vias de regulação envolvidas.

Obesity has now reached pandemic proportions and represents a major socioeconomic and health problem in our societies. Up to now, obesity has been considered a medical issue only in high-income countries, but this disease is now dramatically on the rise in low- and middle-income countries, particularly in urban settings, affecting both adults and the pediatric population [1]. The simplest definition of overweight and obesity is an excessive accumulation of fat due to an imbalance between the energy in and the energy out, and this adiposity represents a risk to health [1]. But the whole picture is more complex than this, and obesity is a marker of a serious metabolic dysregulation that involves several diseases such as type 2 diabetes, cancer, cardiovascular pathologies, and most recently for COVID-19 infection [1,2]. Since the current approaches to combatting obesity and its complications have limited clinical effectiveness, gaining insight into the cellular and molecular basis of obesity could lay the foundations for the development of new strategies to prevent metabolic disruption and to treat this somewhat unaddressed medical issue. In the last few decades, it has been strongly demonstrated that the hypothalamus is the master regulator of energy homeostasis. The hypothalamus contains hormone- and nutrient-sensing nuclei that organize central and peripheral responses for maintaining normal body weight, food intake, energy expenditure, and nutrient partitioning. Within the hypothalamus, specialized sub-populations of neurons are connected to each other and to various extrahypothalamic regions to coordinate energy balance. Evidence has also highlighted the participation of non-neuronal populations (i.e., microglia and astrocytes), and even the interesting cross-talk between these types of brain cells, whose disruption leads to insulin resistance and obesity. In this Special Issue, we report on the most recent insights into the hypothalamic circuitries and pathways involving neurons [3,4,5,6,7], astrocytes [8,9], and microglia [10,11] in obesity development and associated complications. The emerging contribution of astrocyte–neuron [9] and microglia–neuron cross-talks [12] in the hypothalamus and the contribution of microbiota and the gut-brain axis controlling food intake and energy homeostasis [13] are also presented in this Special Issue. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Introduction: Excessive fat expansion during obesity causes fat dysfunction and inflammation to increase systemic levels of pro-inflammatory factors. The problem arises when, as a result of sustained obesity, the inflammatory response does not reach its objective and is not resolved, changing from a local reaction to a chronic systemic state, which can damage the individual's brain functions. Objective: to explore how the inflammatory process corroborated by obesity could be associated with brain abnormalities, including dementia. Methodology: This is a descriptive research of the integrative literature review type. The research was conducted through online access in the National Library of Medicine (PubMed MEDLINE), Scientific Electronic Library Online (Scielo), Google Scholar, Virtual Health Library (VHL) and EBSCO Information Services databases, in August 2021 Results and discussion: Diet-induced obesity significantly exacerbates AD-like neuropathology and worsens cognitive impairment. Evidence shows that a high-fat diet is a risk factor for developing neuropathy and autonomic polyneuropathy, which may be due to chronic dysfunction secondary to obesity and inflammation due to the accumulation of macrophages and increased pro-inflammatory cytokines in peripheral nerves. seen a reduction in hippocampal volume and atrophy of the frontal, temporal and subcortical regions. Conclusion: This study does not establish that extra fat around the waist is the cause of dementia, it only suggests a link between these two characteristics. Introducción: La expansión excesiva de grasa durante la obesidad provoca disfunción e inflamación de la grasa para aumentar los niveles sistémicos de factores proinflamatorios. El problema surge cuando, como consecuencia de la obesidad sostenida, la respuesta inflamatoria no alcanza su objetivo y no se resuelve, pasando de una reacción local a un estado sistémico crónico, que puede dañar las funciones cerebrales del individuo. Objetivo: explorar cómo el proceso inflamatorio corroborado por la obesidad podría asociarse con anomalías cerebrales, incluida la demencia. Metodología: Se trata de una investigación descriptiva del tipo revisión integradora de la literatura. La investigación se realizó a través del acceso en línea en las bases de datos de la Biblioteca Nacional de Medicina (PubMed MEDLINE), la Biblioteca Electrónica Científica en Línea (Scielo), Google Scholar, la Biblioteca Virtual de Salud (VHL) y los Servicios de Información de EBSCO, en agosto de 2021 Resultados y discusión: Dieta- La obesidad inducida exacerba significativamente la neuropatología similar a la EA y empeora el deterioro cognitivo. La evidencia muestra que una dieta alta en grasas es un factor de riesgo para desarrollar neuropatía y polineuropatía autonómica, que puede deberse a disfunción crónica secundaria a obesidad e inflamación por acumulación de macrófagos y aumento de citocinas proinflamatorias en nervios periféricos. en volumen hipocampal y atrofia de las regiones frontal, temporal y subcortical. Conclusión: este estudio no establece que el exceso de grasa alrededor de la cintura sea la causa de la demencia, solo sugiere un vínculo entre estas características. Introdução: A expansão adiposa excessiva durante a obesidade causa disfunção adiposa e inflamação para aumentar os níveis sistêmicos de fatores pró-inflamatórios. O problema surge quando, em decorrência da obesidade sustentada, a resposta inflamatória não atinge seu objetivo e não se resolve, passando de uma reação local a um estado crônico sistêmico, o que pode desencadear prejuízos as funções cerebrais do indivíduo. Objetivo: explorar como o processo inflamatório corroborado pela obesidade poderia estar associado a anormalidades cerebrais, inclusive a demência. Metodologia: Trata-se de uma pesquisa descritiva do tipo revisão integrativa da literatura. A pesquisa foi realizada através do acesso online nas bases de dados National Library of Medicine (PubMed MEDLINE), Scientific Electronic Library Online (Scielo), Google Scholar, Biblioteca Virtual em Saúde (BVS) e EBSCO Information Services, no mês de agosto de 2021. Resultados e discussão: A obesidade induzida por dieta exacerba significativamente a neuropatologia semelhante à DA e piora o comprometimento cognitivo. Evidências mostram que uma dieta rica em gordura é um fator de risco para desenvolver neuropatia e polineuropatia autonômica, podendo ser devido à disfunção crônica secundária à obesidade e à inflamação devido ao acúmulo de macrófagos e aumento de citocinas pró-inflamatórias nos nervos periféricos, podendo ser visto uma redução do volume do hipocampo e a atrofia das regiões frontal, temporal e subcortical. Conclusão: este estudo não estabelece que a gordura extra ao redor da cintura seja a causa da demência, apenas sugere uma ligação entre essas duas características.

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: Marcio Alberto Torsoni Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O hipotálamo desempenha importante papel na manutenção da homeostase da glicose. Robustos sinais originados pela leptina e insulina agem coordenando a ingestão alimentar, o gasto energético e o metabolismo periférico. No hipotálamo e nos tecidos periféricos, a AMPK é um sensor energético que regula o metabolismo celular através do controle entre a produção e consumo de ATP. Ela é inibida em resposta à insulina, leptina e na presença de disponibilidade de nutrientes. O citrato é conhecido como um modulador de algumas enzimas, como a fosfofrutoquinase e acetil-CoA carboxilase. Neste estudo a hipótese do citrato modular enzimas relacionadas com controle da saciedade e do metabolismo periférico foi testada. Primeiramente, foi mostrado que o citrato intracerebrbventricular inibe a fosforilação do sistema AMPK/ACC, diminuie a ingestão alimentar, promove a perda de peso, aumenta a expressão de neuropeptídeos anorexigênicos (POMC e CRH) e diminuiu o tecido adiposo epididimal e perirenal. O clearance da glicose avaliado pelo clamp euglicêmicohiperinsulinêmico e GTT foi maior em animais tratados previamente com citrato, bem como ocorreu maior captação de glicose pelo adiposo e pelo músculo esquelético. Corroborando com o efeito do citrato na homeostase da glicose, a fosforilação de IR, IRS1, IRS2 e AKt avaliada por imunoblotting foi maior, em ambos os tecidos, nos animais que receberam previamente o citrato via ICV. A translocação do GLUT para a membrana plasmática também foi potencializada pelo tratamento prévio com citrato via ICV, tanto no tecido adiposo epididimal como no tecido muscular. Por outro lado, a AMPK no músculo esquelético e no adiposo não foi ativada por citrato ICV, descartando seu efeito na captação de glicose. Nós concluímos que o citrato pode participar com um indicador do estado energético nos neurônios e, portanto, modular o comportamento alimentar, captação de glicose e metabolismo periférico Abstract: Hypothalamic neurons display important role in the glucose homeostase. Robust signals from leptin and insulin act coordinating the food intake, energy expenditure and peripheral metabolism. In the hypothalamus and peripheral tissue the AMPK is an energy sensor that regulates cellular metabolism through its sensitivity to the cellular energy status. It is inhibited in response to insulin, leptin and nutrients availability. The citrate is well known as a modulator of some enzymes, such as phosphofructokinase and acetyl-CoA carboxilase. Here, we hypothesized that citrate participates of neuronal feeding control and glucose homeostasis. Firstly, we show that intracerebroventricular citrate inhibits AMPKlACC phosphorylation. In addition, we show that citrate also decreases food intake; promotes weight loss, increases the expression ofanorexigenic neuropeptides (POMC and CRH) and increases the epididymal fat pad andperirenal adipose tissue. Glucose clearance evaluated by hyperinsulinemic-euglycemic clamp and GTT was increased in animais treated previously with citrate, as well as adipose and skeletal muscle tissue glucose uptake. Corroborating the effect of the citrate on the glucose homeostase, IR, IRS2, IRS1 and AKt phosphorylation evaluated by immunoblotting was improved by citrate treatment in both tissues, as well as GLUT 4 location in thl~ membrane compartment. On the other hand, AMPK in the skeletal muscle anej adipose tissue was not activated by citratelCV injection discarding their effect on the glucose uptake. We concluded that citrate could be an indicator regarding to energy status of the neuron. This in turn changes the neuropeptides expression to modulate feeding behavior, glucose uptake and peripheral metabolism Doutorado Bioquímica Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Marciane Milanski Ferreira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas Resumo: O hipotálamo mediobasal é conhecido como o local primário que coordena o balanço entre a ingestão alimentar e o gasto energético. Nesse contexto, dietas com alto conteúdo de ácidos graxos saturados são apontadas como fatores dietéticos importantes responsáveis pelo desenvolvimento da obesidade. Dados recentes demonstraram que a autofagia, um processo que regula a homeostase celular por degradar organelas e proteínas disfuncionais, é crucial para a manutenção da funcionalidade de neurônios hipotalâmicos AgRP e POMC, que por sua vez, são responsáveis por coordenar o balanço energético corporal. Nesse trabalho, avaliamos a distribuição e o conteúdo de proteínas da maquinaria da autofagia em um modelo animal de obesidade induzida por dieta hiperlipídica com 8 ou 16 semanas de dieta e também em resposta a injeções intracerebroventriculares de ácido graxo esteárico. Demonstramos que a exposição crônica à dieta hiperlipídica levou ao aumento da expressão de marcadores inflamatórios e diminuição de autofagia. Além disso, o tratamento intracerebroventricular com ácido esteárico parece ser capaz de diminuir a autofagia em hipotálamo, sugerindo que ácidos graxos saturados podem ser os responsáveis pela diminuição da autofagia encontrada nos animais obesos. Por fim, a indução de autofagia em animais obesos com rapamicina foi capaz de melhorar a homeostase da glicose e reverter parâmetros inflamatórios e metabólicos, sem alterar o peso e a ingestão alimentar dos animais. Entender os mecanismos celulares e moleculares destes processos é crucial para identificar novos alvos terapêuticos para a obesidade Abstract: The mediobasal hypothalamus is known as the primary site which coordinates the balance between food ingestion and energy expenditure. In this context, diets with high content of saturated fatty acids are pointed as the main diet factor responsible for the development of obesity. Recent data have shown that autophagy, a process which regulates cellular homeostasis by degrading dysfunctional proteins and organelles, is crucial to maintain the functionality of hypothalamic AgRP and POMC neurons, which in turn are responsible for coordinate body energy homeostasis. In this study we evaluated the hypothalamic distribution and content of autophagy's machinery proteins in an animal model of diet-induced obesity at 8 or 16 weeks of high-fat diet and in response to intracerebroventricular injections of a saturated fatty acid. We demonstrate that chronic exposure to a high-fat diet can lead to an increased expression of inflammatory markers and downregulation of autophagy. Also, intracerebroventricular treatment with stearic acid appears to contribute to the decrease of hypothalamic autophagy, suggesting that saturated fatty acids can contribute to the downregulation of autophagy found in obese mice. Finally, induction of autophagy in obese mice with rapamycin was able to improved glucose homeostasis and reverse inflammatory and apoptosis markers, the main mechanisms involving dysregulation of energy balance related to hypothalamic neurons, while no weight loss was observed during the treatment Mestrado Metabolismo e Biologia Molecular Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo

Orientador: Gilberto D'Assunção Fernandes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O presente trabalho foi realizado com o objetivo de estudar o efeito da lesão do núcleo dorsomediano (NDM) do hipotálamo sobre o peso corporal, a glicemia e o esvaziamento gástrico ( EG ) em ratos Wistar machos. Os 31 animais, pesando entre 170 e 250g, com idade variando de 42 a 70 dias, foram distribuídos aleatoriamente em 3 grupos: controle (C), simulado (S) e lesado (L). Durante todo experimento os animais receberam água e ração "ad libitum", sendo pesados no início e no final do estudo. A cirurgia constitui-se da lesão bilateral do NDM do hipotálamo. A glicemia foi verificada no dia anterior a cirurgia, no 7º dia após a cirurgia e no 15º dia, quando os animais foram sacrificados. O EG foi verificado no 15º dia após à cirurgia e avaliado medindo-se a retenção gástrica ( RG ) da refeição de prova de cloreto de sódio 0,9% (2ml/l00g de peso do animal). Os animais receberam por via orogástrica, através de uma sonda metálica, a solução teste (salina), na qual foi adicionada o marcador fenolsulfonftaleína (6mg/l00rnl de solução). A RG foi determinada calculando-se a quantidade do marcador retido no estômago após 10 minutos da infusão. Comparando-se os animais do grupo lesado com os grupos simulado e controle observamos que para o grupo lesado a glicemia apresentou uma tendência à redução no 7° dia após a cirurgia, tendo os animais recuperado os níveis de glicose circulante no 15°dia e o esvaziamento gástrico da refeição de prova neste grupo foi mais rápido que nos grupos controle e simulado. O grupo lesado também apresentou redução no ganho de peso corporal. Concluímos que o NDM está envolvido com a manutenção do ganho de peso corporal. A lesão deste núcleo não causou alterações nos níveis glicêmicos, mas determinou um esvaziamento gástrico mais rápido de uma refeição de cloreto de sódio 0,9% (p/v) praticamente inerte Abstract: The present study was undertaken to examine the role of the lesion of the dorsomedial hypothalamic nucleus (DMN) on the body weight, blood glucose leveI and the gastric emptying (GE) in male Wistar rats. The 31 animaIs, weighing between 170 and 250g, and ages from 42 to 70 days, were divided randornly in individual cages classified in three groups: control, sham-operated and lesioned. For the entire duration of the experiment the animaIs were fed water and food "ad libitum", being weighed at the beginning and end ofthe study. The surgery consisted in the bilateral electrolytic lesion of the dorsomedial hypothalamic nucleus. The glucose levels were measured the day before the surgery, and on the 7º and 15º day following the surgery. The gastric emptying was evaluated on the 15º day by measuring the gastric retention of a test meal of sodium cWoride 0,9% (2 rnl/l00g body weight). The animaIs received an orogastric infusion, through a stainless steel tube, of the test meal containing phenol red (6mg/l00rnl of the solution) as a marker. Gastric retention was determined by measuring the concentration of the marker in the residual test meal recovered from the stomach 10 minutes after sacrificing the animal. Comparing the group of lesioned animaIs with the sham-operated and control groups, we observed that for the lesioned group, the blood glucose levels presented a tendency to reduction on the 7th day after surgery and the gastric emptying of the test meal in the lesioned group, was faster than in the control and sham-operated groups. The group of lesioned animaIs also presented reduction in body weight gain. The experiment showed that the DMN is related to body weight gain. The lesion of the DMN didn't cause alterations in glucose levels, but determined acceleration of the GE of a meal of sodium chloride 0,9% (w/v) practically inert Mestrado Fisiologia Mestre em Ciências Biológicas

The crucial role of the hypothalamus in the pathogenesis of obesity is widely recognized, while the precise molecular and cellular mechanisms involved are the focus of intense research. A disrupted endocannabinoid system, which critically modulates feeding and metabolic functions, through central and peripheral mechanisms, is a landmark indicator of obesity, as corroborated by investigations centered on the cannabinoid receptor CB1, considered to offer promise in terms of pharmacologically targeted treatment for obesity. In recent years, novel insights have been obtained, not only into relation to the mode of action of CB receptors, but also CB ligands, non-CB receptors, and metabolizing enzymes considered to be part of the endocannabinoid system (particularly the hypothalamus). The outcome has been a substantial expansion in knowledge of this complex signaling system and in drug development. Here we review recent literature, providing further evidence on the role of hypothalamic endocannabinoids in regulating energy balance and the implication for the pathophysiology of obesity. We discuss how these lipids are dynamically regulated in obesity onset, by diet and metabolic hormones in specific hypothalamic neurons, the impact of gender, and the role of endocannabinoid metabolizing enzymes as promising targets for tackling obesity and related diseases.

D-Pinitol (DPIN) is a natural occurring inositol capable of activating the insulin pathway in peripheral tissues, whereas this has not been thoroughly studied in the central nervous system. The present study assessed the potential regulatory effects of DPIN on the hypothalamic insulin signaling pathway. To this end we investigated the Phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K)/Protein Kinase B (Akt) signaling cascade in a rat model following oral administration of DPIN. The PI3K/Akt-associated proteins were quantified by Western blot in terms of phosphorylation and total expression. Results indicate that the acute administration of DPIN induced time-dependent phosphorylation of PI3K/Akt and its related substrates within the hypothalamus, indicating an activation of the insulin signaling pathway. This profile is consistent with DPIN as an insulin sensitizer since we also found a decrease in the circulating concentration of this hormone. Overall, the present study shows the pharmacological action of DPIN in the hypothalamus through the PI3K/Akt pathway when giving in fasted animals. These findings suggest that DPIN might be a candidate to treat brain insulin-resistance associated disorders by activating insulin response beyond the insulin receptor., This work was supported by grants from the following institutions: Ministerio de Economía y Competitividad, Gobierno de España (Grant RTC-2016-4983-1), EU-ERDF-Instituto de Salud Carlos III (Grant PI19/01577), and Consejería de Economía, Conocimiento y Universidad, Junta de Andalucía (Grant P18-TP-5194), Proyecto de Investigación en Salud, Consejería de Salud y Familias (PI-0139-2018). D.M-V. (FI20/00227) holds a “PFIS” predoctoral contract from the National System of Health, EU-ERDF-Instituto de Salud Carlos III

Orientador: Patrícia de Oliveira Prada Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: A obesidade tem alta prevalência mundial, é caracterizada pelo acúmulo de tecido adiposo que afeta negativamente a saúde de um indivíduo. Os hormônios insulina e leptina agem no hipotálamo e, a partir de sua sinalização intracelular, são capazes de modificar a expressão de neuropeptídios, levando ao equilíbrio entre ingestão alimentar e gasto energético. A Cdc2-like kinase 2 (CLK2) é uma quinase descrita no fígado e tecido adiposo marrom (BAT) que responde à insulina e pode regular a gliconeogênese no fígado e a termogênese no BAT. Animais submetidos cronicamente à dieta hiperlipídica apresentam deficiência na regulação de CLK2 nesses tecidos. Sendo assim, os objetivos do presente estudo são avaliar a expressão e regulação da proteína quinase CLK2 no hipotálamo em resposta a insulina e leptina e seu possível papel no controle do metabolismo energético. Nossos resultados demonstraram com ineditismo que a CLK2 é expressa em neurônios hipotalâmicos; sua fosforilação no sítio treonina 343, correspondente a sua maior atividade, foi aumentada pela realimentação precedida de jejum prolongado e pelos hormônios insulina e leptina injetados agudamente por via intracerebroventricular. Essa resposta foi dependente de PI3K e AKT. A fosforilação em treonina 343 da CLK2, em resposta a insulina e leptina, foi reduzida no hipotálamo de animais com obesidade induzida por dieta hiperlipídica e nos modelos de obesidade dbdb, que possuem deficiência do receptor de leptina. A inibição farmacológica e também a deleção da expressão da CLK2 no hipotálamo induziu obesidade, pelo menos em parte, devido a hiperfagia e pela diminuição do gasto energético. Por outro lado, a super expressão de CLK2 no hipotálamo de animais obesos, acarretou em diminuição da massa corporal e adiposa, da ingestão alimentar e aumentou o gasto energético. Os dados deste trabalho sugerem que a CLK2 integra a sinalização de insulina e leptina do hipotálamo contribuindo para o controle da homeostase energética, sendo uma molécula promissora como alvo terapêutico da obesidade Abstract: Obesity prevalence is increasing worldwide and it is characterized by excess of adipose tissue potentially harmful for health. The hormones insulin and leptin act in hypothalamus and through their intracellular signaling can modify neuropeptides expression, leading to the balance between food intake and energy expenditure. CLK2 was described in liver and BAT as a kinase responsive to insulin that regulates gluconeogenesis in liver and thermogenesis in BAT. Mice chronically fed with high-fat diet have shown impairment in CLK2 regulation in those tissues. In this sense, the aims of this study were to investigate CLK2 expression and regulation in hypothalamus in response to insulin and leptin and its hypothetical role in energy metabolism control. Our data shows for the first time that CLK2 is expressed in hypothalamic neurons and CLK2 threonine 343 phosphorylation was crucial for this kinase activity, furthermore, CLK2 phosphorylation was induced by refed after prolonged fasting and by ICV injections of insulin and leptin. This effect was dependent of PI3K and AKT. Clk2 threonine 343 phosphorylation, in response to insulin and leptin, was decreased in HFD-fed and dbdb mice. Pharmacological inhibition as well as deletion of CLK2 expression in hypothalamus induced obesity due, at least in part, to hyperphagia and energy expenditure depletion. On the other hand, CLK2 overexpression in hypothalamus of obese mice led to body weight, adiposity and food intake decrease and energy expenditure increase. Data shown herein suggest that CLK2 integrates hypothalamic insulin and leptin signaling, and contributes for energy homeostasis control, being a promising molecule for new therapeutic approaches for obesity Doutorado Clínica Médica Doutora em Ciências FAPESP 2012/10058-3, 2015/16561-7

Orientador: Lício Augusto Velloso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: A obesidade tornou-se um fenômeno de magnitude epidêmica e populações de muitas regiões do planeta estão enfrentando o aumento da prevalência de varias doenças associadas ao excesso de peso, incluindo doença hepática gordurosa não alcoólica, diabetes mellitus tipo 2, além de alguns tipos de câncer. O excesso de peso resulta essencialmente do desequilíbrio entre ingestão calórica e gasto de energia que compreende o metabolismo basal, a atividade física, e a termogênese adaptativa induzida pela dieta ou pelo frio. No entanto, existem mecanismos metabólicos diversos e complexos que estão envolvidos no controle do peso corporal, e que são na sua maioria, controlados pelo sistema nervoso central. Estudos demonstraram que a obesidade induzida experimentalmente pelo consumo de dieta hiperlipídica é acompanhada da instalação de um processo inflamatório no hipotálamo que leva a resistência a hormônios anorexigênicos como leptina e insulina, e finalmente a uma regulação defeituosa da ingestão alimentar e do gasto energético. Por serem expressas especialmente durante a resposta imune, as quimiocinas estão envolvidas com o processo de inflamação hipotalâmica que é observado já nas primeiras 24 horas de exposição à dieta rica em gordura saturada. Várias quimiocinas atuam no recrutamento de células monocíticas com perfil fenotípico inflamatório. A identificação de fatores inflamatórios que desempenham papel importante no recrutamento de monócitos da periferia pode contribuir para que se obtenham avanços na compreensão dos mecanismos patofisiológicos que levam a obesidade. Assim, o presente estudo teve por objetivo geral avaliar a expressão de quimiocinas durante as primeiras etapas da instalação da inflamação hipotalâmica na obesidade experimental induzida por dieta rica em gordura saturada. Na primeira etapa do estudo, identificamos por meio de um PCR-array, duas quimiocinas, LIF e CCBP2, potencialmente envolvidas na regulação da resposta inflamatória hipotalâmica. Após essa identificação, observamos que animais resistentes à obesidade (OR) alimentados com dieta hiperlipídica apresentam maior expressão gênica da quimiocina LIF. Foram então realizados experimentos de inibição de LIF em animais OR através de imunoneutralização proteica realizada por microinjeção de anticorpo anti-LIF no hipotálamo. Sob inibição do LIF hipotalâmico camundongos OR apresentaram aumento significativo de peso e menor tolerância oral à glicose, assemelhando-se fenotipicamente e metabolicamente aos animais propensos à obesidade (OP). Os animais OR tratados com anti-LIF apresentaram ainda menor atividade espontânea e aumento significativo na expressão gênica das citocinas pró-inflamatórias no hipotálamo após um dia de dieta hiperlipídica. Com relação a CCBP2, realizamos quantificação por PCR em tempo real em camundongos OR e OP e observamos uma menor expressão gênica apenas nos animais OP. Construímos então um lentivírus para superexpressão de CCBP2 no hipotálamo dos camundongos OP. A infecção lentiviral resultou no aumento de CCBP2 no hipotálamo e foi acompanhada de uma redução significativa das citocinas inflamatórias em animais alimentados por 15 com dieta hiperlipídica. O aumento da expressão hipotalâmica da CCBP2 não resultou em modificação do peso, porem melhorou a tolerância à glicose quando comparado aos seus controles Abstract: Obesity has reached epidemic proportions and populations in many regions of the world are facing an increase in the prevalence of a number of its comorbidities such as, non-alcoholic fatty liver disease, type 2 diabetes and some types of cancer. Excessive body mass results from the disequilibrium between caloric intake and energy expenditure, which includes, basal metabolism, physical activity and adaptive thermogenesis induced by diet or environmental temperature. Nevertheless, a number of diverse and complex metabolic mechanisms are involved in the control of body mass and many of them are regulated by the central nervous system. Studies have shown that in diet-induced obesity the hypothalamus can be affected by an inflammatory response induced by dietary fats. This inflammation results in defective response to anorexigenic hormones, such as leptin and insulin, and therefore to an abnormal regulation of food intake and energy expenditure. Chemokines are expected to play an important role in the regulation of the inflammatory response in the hypothalamus, which is observed as early as 24 h after the introduction of a high-fat diet. The chemokines are involved in the recruitment of inflammatory cells to the site of inflammation. We believe that the identification and characterization of factors involved in the early steps of hypothalamic inflammation in obesity may contribute for the understanding of the pathophysiological mechanisms leading to obesity. The objective of this study was to evaluate the expression of hypothalamic chemokines during early experimental obesity induced by the consumption of a high-fat diet. In the first part of the study, we used PRC-array to identify LIF and CCBP2 as two chemokines potentially involved in the regulation of the hypothalamic inflammatory response during early exposure to dietary fats. LIF is increased in the hypothalamus of obese resistant (OR) mice. Upon immunoneutralization of hypothalamic LIF, OR mice presented increased body mass and reduction of glucose tolerance, becoming phenotypically similar to obese prone (OP) mice. In addition, in OR mice treated with the anti-LIF antibody in the hypothalamus, there were reduced spontaneous physical activity and increased expression of inflammatory cytokines in the hypothalamus, as early as one day after the introduction of a high-fat diet. Regarding CCBP2, we determined using real-time PCR that the transcript encoding for this chemokine is reduced in the hypothalamus of OP mice. A letivirus vector was constructed to increase the expression of CCBP2 and this was used to treat OP mice via hypothalamic injection. The increased expression of CCBP2 in the hypothalamus of OP mice was accompanied by reduction of diet-induced expression of inflammatory cytokines in the hypothalamus. This was not accompanied by changes in body mass; however, there was an improvement of whole body glucose tolerance as compared with respective controls Doutorado Clínica Médica Doutora em Ciências FAPESP 2012/20115-4

Orientador: Gabriel Forato Anhê Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Os ritmos circadianos de ingestão alimentar se estabelecem com objetivo de manter a homeostasia de nutrientes no meio celular, frente a variações intrínsecas ao ciclo claro/escuro. Neste sentido, a gliconeogênese de roedores é suprimida no período noturno, no qual há ocorrência de um surto alimentar bifásico que compreende aproximadamente 90% de todo o aporte calórico diário. Estes eventos apresentam, entre si, uma relação causal, onde o próprio aumento dos nutrientes circulantes, principalmente a glicose, controla a gliconeogênese. O padrão inverso é observado na fase clara do ciclo claro/escuro. Recentes estudos têm demonstrado que, a ativação farmacológica de vias da Unfolded Protein Response (UPR), no sistema nervoso central, resulta em resistência à ação anorexigênica da insulina e, consequentemente, aumento da ingestão alimentar através de um mecanismo não completamente esclarecido. A UPR é uma resposta celular adaptativa que atenua a taxa de tradução de mRNAs, aumenta a proteólise e, deste modo, recupera o fenótipo celular. Esta reposta, quando ativada cronicamente, pode resultar em morte celular programada e resistência à insulina. No entanto, ainda não estava claro se a via do ATF6 da UPR tem, de fato, uma relação com o ritmo alimentar. Para responder a esse questionamento, realizamos análises da variação circadiana das proteínas envolvidas na via da UPR, imunoprecipitações com animais adrenalectomizados, e aplicação de dexametasona subcutânea. Os resultados demonstram que o ATF6 teve um aumento noturno atingindo o máximo de transição da fase clara para fase escura. A partir desse fato, foram realizados ensaios de imunuprecipitações em ratos adrenalectomizados para evidenciar as associações dos complexos CRTC2/ATF6 e CRTC2/CREB1. Contudo, nossos dados suportam a hipótese que os níveis fisiológicos de glicocorticóides podem reprimir a expressão CRH e estimular a ingestão de alimentos, através de uma via dependente de ATF6. Estes eventos, por consequência, poderão reduzir a atividade transcricional do CREB1, sobre o CRH, corroborando com os dados da literatura que apontam que os glicocorticóides endógenos dos roedores (principalmente a corticosterona) exercem um conhecido papel no controle da ingestão alimentar, decorrente principalmente da modulação da expressão do neurotransmissor anorexigênico CRH Abstract: The circadian cycles of food intake have an important role in the homeostasis of cellular environment, acting over intrinsic changes to the sleep/wake cycle. Therefore, mice gluconeogenesis is suppressed at night where a food outbreak, responsible by 90% of all daily caloric ingestion, occurs. These events are connected by a causal relation, where the current nutrient increasing, mostly glucose, controls gluconeogenesis. The oppose pattern is verified during the light stage of the sleep/wake cycle. Recent studies have indicated that pharmacological activation of Unfolded Protein Response (UPR) pathways, at central nervous system, implies in resistance to the anorectic insulin effect, and, consequently, increase of the food intake activity trough a not fully explained engine. UPR is an adaptive cellular response that reduces mRNA¿s transcriptional rate, increases proteolysis, and therefore, restores cellular phenotype. This response, when constantly enabled, may induce cellular death and insulin resistance. However, it was not clear yet if the UPR¿s ATF6 pathway has, indeed, a connection with the feed rhythm. To answer to this question, we did several analysis of the circadian variation of the proteins connected to the UPR¿s pathway, adrenalectomized animals immunopreciptations and subcutaneous dexamethasone applications. The results demonstrated that ATF6 has a nightly increase and has reached the maximum of transcription rate from the light to the dark cycle. From this point, it was made immunopreciptations tests in adrenalectomized mice to evidence the association between CRTC2/ATF6 and CRTC2/CREB1 complexes. However, our data support the hypothesis that the physiological levels of glucocorticoids may suppress CHR expression and stimulate food intake trough an ATF6 dependent pathway. Those events, therefore, may reduce CREB1¿s transcriptional activity, confirming other studies data that indicates that endogenous mice glucocorticoids (mainly corticosterone) play an well-known role in food intake control, mainly due from modulation of the expression of the anorectic neurotransmitter CRH Doutorado Farmacologia Doutora em Farmacologia FAPESP CNPQ

Orientadores: Lício Augusto Velloso, Marciane Milanski Ferreira Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Dentre os fatores ambientais que contribuem para o desenvolvimento de obesidade, o consumo de dietas ricas em ácidos graxos saturados desempenha o papel mais importante. Estudos recentes realizados por vários grupos, inclusive o nosso, revelam que ácidos graxos saturados presentes na dieta levam ao desenvolvimento de resistência hipotalâmica à ação dos hormônios leptina e insulina, fenômeno este fundamental para que ocorra a quebra no equilíbrio entre ingestão e gasto calórico. Até o momento caracterizaram-se dois mecanismos moleculares potencialmente envolvidos na iniciação do processo que resulta na disfunção hipotalâmica na obesidade, a ativação de TLR4 e a indução de estresse de retículo endoplasmático, ambos levando a uma resposta inflamatória local e, eventualmente, a apoptose neuronal. Estudos recentes têm revelado que frente a situações que oferecem risco de dano celular, ativa-se um mecanismo de controle de tráfico e degradação protéica chamado sistema ubiquitina-proteassoma (UPS). O acúmulo de agregados protéicos positivos para ubiquitina pode gerar toxicidade celular e regular a plasticidade neuronal. Também a modulação de componentes do UPS pode gerar neurodegeneração hipotalâmica e fenótipo obeso em animais experimentais. Neste estudo aventamos a hipótese que durante períodos prolongados de obesidade a ativação anômala do UPS contribuiria para a perpetuação do quadro de obesidade. De fato, os resultados obtidos revelam que roedores com predisposição para a obesidade induzida por dieta mantém, a princípio, a capacidade de regular adequadamente a UPS no hipotálamo. Com o passar do tempo esta capacidade é perdida resultando numa maior dificuldade para perda de peso frente à redução do aporte calórico. Roedores com mutações que os protegem da inflamação, não apresentam distúrbio funcional do UPS quando expostos a dieta rica em ácidos graxos e, são também protegidos da obesidade. Portanto, o defeito funcional do UPS no hipotálamo no curso de obesidade prolongada, constitui-se num fator importante contribuindo para a refratariedade ao tratamento e perpetuação da doença Abstract: The consumption of high-fat diets, especially those rich in saturated fatty acids, plays the most important role in the development of obesity. Recent studies by several groups, including ours, have shown that dietary long-chain saturated fatty acids lead to the development of hypothalamic resistance to leptin and insulin, an important condition contributing for breaking of the balance between caloric intake and energy expenditure. Two molecular mechanisms are currently known to play a triggering role in this process; activation of TLR4 and endoplasmic reticulum stress, both leading to local inflammation and eventually apoptosis of neurons. The ubiquitin-proteasome system (UPS) plays an important role in the control of protein recycling in the cell. The accumulation of ubiquitin-positive protein aggregates can cause cell toxicity and regulate neuronal plasticity. Also the modulation or differential activation of UPS can produce hypothalamic neurodegeneration and obese phenotype in experimental animals. Here, we hypothesized that under prolonged diet-induced obesity, a defect in the UPS in the hypothalamus could contribute for the defective control of energy homeostasis leading to the refractoriness of obesity to caloric restriction. In fact in an obesity-prone rodent strain, prolonged, but not short-term obesity was accompanied by functional abnormality of the UPS in the hypothalamus. In mutants protected from inflammation, resistance to diet-induced obesity was accompanied by stability of the UPS in the hypothalamus. Thus, defect of the UPS in the hypothalamus, during prolonged obesity is an important factor contributing the refractoriness of obesity to caloric restriction Doutorado Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento Doutora em Fisiopatologia Médica

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O balanço energético é preponderantemente controlado por regiões hipotalâmicas que recebem informações aferentes oriundas da periferia. Os estoques de energia sensibilizam neurônios hipotalâmicos que controlam a ingestão e o gasto energético, regulando assim o peso corporal. A desnutrição e a obesidade estão relacionadas ao desequilíbrio da homeostase energética. Evidências mostram que o consumo de dieta hiperlipídica (DHL) ativa vias inflamatórias no hipotálamo que prejudicam ações da insulina no controle do balanço energético. Além disso, o consumo de DHL também prejudica ações anorexigênicas da leptina e sua sinalização hipotalâmica. Neste estudo, avaliamos o consumo e o gasto energético, bem como os mecanismos moleculares e genéticos envolvidos na sinalização da insulina e leptina hipotalâmica e seu controle sobre o padrão alimentar e metabólico de camundongos submetidos à restrição protéica e alimentados com DHL. Além disso, verificamos os possíveis efeitos benéficos da suplementação com o aminoácido taurina (Tau), associado a DHL, nos perfis moleculares e fisiológicos analisados neste estudo. Para isso, logo após o desmame, camundongos C57BL/6 foram alimentados com dieta controle (14% de proteína ¿ grupo C) ou hipoprotéica (6% de proteína ¿ grupo R), sendo suplementados ou não com 5% de Tau na água de beber (grupos CT e RT). Após 6 semanas, os grupos receberam ou não DHL durante 8 semanas (grupos CHT e RHT). Animais submetidos a restrição protéica apresentaram maior sensibilidade periférica a insulina, apesar da deficiência na sensibilidade hipotalâmica deste hormônio. Os grupos em estudo apresentaram modificações na expressão de genes hipotalâmicos relacionados a defesa celular, apoptose, stress do retículo endoplasmático e controle da ingestão alimentar. Houve maior expressão gênica dos neuropeptidios orexigênicos em camundongos submetidos a restrição protéica, caracterizando hiperfagia, apesar de uma ingestão calórica normal. Camundongos DHL apresentaram hipofagia e menor expressão gênica dos neuropeptídeos anorexigênicos. Entretanto, o consumo de DHL em animais controles e desnutrido, propiciou maior ingestão calórica, culminando com aumento de peso e dos estoques de gordura. Camundongos DHL apresentaram também comprometimento da ação anorexigênica da leptina. Além disso, houve aumento da expressão protéica da uncoupling protein 1 (UCP1) no tecido adiposo marrom (TAM), assim como do quociente respiratório (QR) durante o período escuro em camundongos submetidos a restrição protéica. Por outro lado, houve diminuição da expressão protéica da UCP1 no TAM e do QR em camundongos DHL. Houve diminuição no gasto energético (GE) de animais DHL apenas na fase clara. Em conclusão, camundongos submetidos a restrição protéica apresentaram comprometimento da ação da insulina no hipotálamo, aumento da expessão dos neuropeptídios orexigênicos e do consumo alimentar. Além disso, o consumo de DHL promoveu obesidade, hipercolesterolamia, intolerância a glicose, aumento da ingestão calórica e prejuízo na ação da insulina e leptina. Entretanto, a suplementação com Tau preveniu alterações na homeostase glicêmica, no consumo calórico, na ação hipotalâmica da insulina e leptina em camundongos DHL. Por outro lado, a melhora desses padrões metabólicos mostrou-se menos eficaz em camundongos submetidos a restrição protéica. Por fim, o comprometimento do gasto energético e da atividade locomotora em animais obesos não foram restabelecidos com a suplementação de Tau Abstract: The energy balance is mainly controlled by hypothalamic regions that receive afferent information arising from the periphery. Energy stocks sensitize hypothalamic neurons that control food intake and energy expenditure, thus regulating body weight. Malnutrition and obesity are related to an imbalance of energy homeostasis. Evidence shows that consumption of high-fat diet (HFD) activates inflammatory pathways in the hypothalamus that affect the actions of insulin in the control of energy balance. Moreover, consumption of HFD also impairs anorexigenic actions of leptin and its hypothalamic signaling. In this study, we evaluated the consumption and energy expenditure, as well as the molecular and genetic mechanisms involved in insulin and leptin signaling in the hypothalamus and its control over the food and metabolic pattern of malnourished mice fed with HFD. Furthermore, we verified the possible beneficial effects of supplementation with the amino acid taurine (Tau) associated with HFD in molecular and physiological profiles analyzed in this study. Thereunto, soon after weaning, C57BL/6 mice were fed with control diet (14% protein ¿ group C) or low protein diet (6% protein ¿ group R) and supplemented or not with 5% of Tau in the drinking water (CT and RT groups). After 6 weeks, the groups received or not HFD for 8 weeks (CHT and RHT groups). Animals subjected to protein restriction had a higher peripheral insulin sensitivity, despite the deficiency of this hormone in hypothalamic sensitivity. The study groups showed changes in hypothalamic expression of genes related to cellular defense, apoptosis, endoplasmic reticulum stress and the control of food intake. There was a higher gene expression of orexigenic neuropeptides in mice subjected to protein restriction, featuring a hyperphagia despite a normal caloric intake. HFD mice showed hypophagia and reduced gene expression of anorexigenic neuropeptides. However, consumption of HFD in controls and malnourished animals provided higher caloric intake, leading to weight gain and fat stores. HFD mice also exhibited an impaired anorexigenic effect of leptin. In addition, there was an increase in protein expression of uncoupling protein 1 (UCP1) in brown adipose tissue (BAT) and respiratory quotient (RQ) during the dark period in mice subjected to protein malnutrition. On the other hand, there was a decrease in the protein expression of UCP1 in the BAT and RQ in HFD fed mice. There was a decrease in energy expenditure (EE) in HFD animals only during the light phase. In conclusion, mice subjected to protein restriction showed an impairment of insulin action in the hypothalamus and an increase of the orexigenics neuropeptides genes expressions as well as food intake. Moreover, consumption of HFD promoted obesity, hipercolesterolamia, glucose intolerance, increased caloric intake and impaired of hypothalamic action of insulin and leptin. However, Tau supplementation prevented alterations in glucose homeostasis, caloric intake and hypothalamic action of insulin and leptin signaling in HFD mice. Moreover, the improvement in these metabolic patterns was less effective in mice subjected to protein restriction. Finally, the impairment of energy expenditure in obese animals and spontaneous locomotor activity were not restored by supplementation of Tau Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular