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Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Caquexia, presente na maioria dos hospedeiros com câncer, é um estado caracterizado pela perda involuntária de peso. Pacientes com caquexia apresentam expectativa de vida muito reduzida e menor qualidade de vida. Nos pacientes com câncer-caquexia há intensa mobilização de substratos dos tecidos da carcaça do organismo hospedeiro ocorrendo, preferencialmente, depleção de proteína muscular em função da redução da síntese e/ou aumento da degradação protéica no músculo. Este aumento da taxa de proteólise muscular tem como função prover aminoácidos para síntese de glutamina, bem como para a demanda de síntese das células neoplásicas. Trabalhos da literatura mostram que o desenvolvimento de câncer dá-se de forma mais agressiva e severa quanto mais jovem for o paciente. Pacientes acometidos pelo crescimento de neoplasia maligna concomitante à gravidez sofrem da mesma agressividade desta doença, com um agravante maior tratam se de dois pacientes: mãe e feto. Neste trabalho analisamos os efeitos de uma dieta rica em leucina sobre o metabolismo protéico em animais jovens prenhes portadores ou não do carcinossarcoma de Walker 256. Ratas Wistar foram distribuídas em grupos experimentais de acordo com a inoculação ou não do carcinossarcoma de Walker 256 e submetidas ou não a dieta rica em leucina. Após 20 dias de experimento foi realizado ensaios com o músculo esquelético (gastrocnêmio) a fim de elucidar o mecanismo de catabolismo tecidual que ocorre durante o processo de câncer-caquexia. Os grupos apresentaram aumento da taxa de proteólise muscular e redução da taxa de síntese protéica muscular. Porém, o grupo inoculado com tumor e tratado com dieta rica em leucina apresentou aumento da síntese protéica e menor espoliação de proteína muscular quando comparado com o grupo inoculado com tumor e não tratado com leucina na dieta. A suplementação de leucina na dieta, uma vez que este aminoácido é utilizado como fonte energética pelo músculo esquelético pode prevenir a depleção da carcaça, preservar a massa protéica corpórea e impedir o estado caquético do animal Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Antonio Carlos Boschero, Helena Coutinho Franco de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Neste trabalho, estudamos a homeostasia da glicose e a secreção de insulina em camundongos transgênicos que superexpressam a apolipoproteína CIII humana ( apo cm tg). Esses animais possuem altos níveis de ácidos graxos livres (AGL), de colesterol e de triglicérides plasmáticos em relação aos controles. Peso corporal, concentração de glicose e insulina plasmáticas, taxa de desaparecimento da glicose, após sobrecarga de insulina (Kitt), e área sob a curva glicêmica, após o Teste de Tolerância à Glicose (GTT), não diferiram entre os grupos transgênicos e controles. Contudo, animais transgênicos, que tiveram aumento adicional de AGL plasmático induzido pelo tratamento com heparina, apresentaram menor Kitt durante o Teste de Tolerância à Insulina (ITT) e maior área sob a curva glicêmica durante o GTT, quando comparados aos controles. A secreção de insulina por ilhotas isoladas de animais transgênicos e controles, expostas a concentrações basais ou estimulatórias de glicose, foi semelhante. Contudo, a secreção de insulina por ilhotas isoladas de animais transgênicos tratados com heparina, incubadas durante lSmin em presença de baixas ou altas concentrações de glicose, foi menor que em ilhotas de controles heparinizados. Após 60min de incubação, a redução da secreção da insulina das ilhotas dos transgênicos heparinizados só foi observada em presença de altas concentrações de glicose. Concluindo, a hipertrigliceridemia, per se, mesmo com moderado aumento da concentração de AGL plasmático, não modifica a homeostasia da glicose nos camundongos transgênicos para apolipoproteína CIn humana. No entanto, incremento adicional da concentração de AGL plasmático por administração de heparina, que, sabidamente, aumenta a atividade da lipoproteína lipase, alterou a homeostasia da glicose nos transgênicos. Esse efeito parece ser decorrente de uma redução na secreção de insulina, associada a um aumento de resistência periférica ao hormônio Abstract: Glucose homeostasis and insulin secretion in transgenic mice overexpressing the human apolipoprotein CIII gene (apo cm tg) were studied. These mice have elevated plasma levels of triglycerides, ITee fatty acids (FF A) and cholesterol compared with control mice. The body weights, plasma glucose, and insulin levels, glucose disappearance rates and areas under the intraperitoneal Glucose Tolerance Test (ipGTT) curve for adult (4-8 month old) and aged (20-24 month old) apo cm tg mice were not different ITom those of control animals. However, an additional elevation of plasma FF A by treatment with heparin for 2-4 h impaired the ipGTT responses in transgenic mice compared to saline-treated mice (areas under the ipGTT curves; 18.7 :i: 1.0 mmol/L.120 min and 13.6 :i: 1.2 mmol/L.120 min for heparin- and saline-treated transgenic mice, respectively; n = 10 each; p < 0.01). The glucose disappearance rate in heparin-treated transgenic mice (2.88 :i: 0.49 %/min; n=ll) was slightly lower than in heparin-treated controls (4.12 :i: 0.46 %/min; n =10 ; P < 0.05). Glucose (22.2 mmol/L) stimulated insulin secretion in isolated islets to the same extent in saline-treated control and apo CIII tg mice. In islets ftom heparin-treated apo CIII tg mice, the insulin secretion at 2.8 and 22.2 mmol glucoseiL was lower than in heparin treated control mice. In conclusion, hypertriglyceridemia per se or a mild elevation in FF A did not affect insulin secretion or insulin resistance in adult or aged apo cm tg mice. Nonetheless, an additional elevation of FF A induced by heparin in hypertriglyceridemic mice impaired the ipGTT by reducing insulin secretion, and was probably associated with a marginal increase in insulin resistance Mestrado Fisiologia Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: Estudos recentes demonstram que a obesidade está associada com a resistência à insulina e com um estado de inflamação crônica subclínica. Os ¿Toll-Like Receptors¿ (TLRs) têm um papel fundamental na ativação do sistema imune através do reconhecimento de antígenos de microorganismos. O TLR4 é um subtipo de TLRs que é ativado pelo lipopolissacarídeo de bactérias gram-negativas e por outros agonistas, como os ácidos graxos saturados. A ativação do TLR4 estimula vias inflamatórias relacionadas à indução de resistência à insulina, como a JNK e a IKKß. Neste estudo, demonstrou-se que camundongos C3H/HeJ, que apresentam uma mutação inativadora do TLR4, estão protegidos da obesidade e da resistência à insulina induzidas por dieta hiperlipídica. Além disso, músculos sóleos isolados de camundongos C3H/HeJ estão protegidos da resistência à insulina induzida por ácidos graxos. Camundongos C3H/HeJ tratados com dieta hiperlipídica (DH) apresentam um menor ganho de peso, maior tolerância à glicose e maior sensibilidade à insulina em relação aos controles em DH. A análise morfométrica do tecido adiposo evidenciou que os adipócitos dos camundongos C3H/HeJ em DH são 30% menores em relação aos adipócitos dos camundongos controle tratados com a mesma dieta. Foi evidenciada uma maior fosforilação em tirosina do IRS-1 e maior fosforilação da Akt, após estímulo com insulina, em músculo, tecido adiposo e fígado de camundongos C3H/HeJ tratados com DH em relação aos controles. Observou-se uma maior ativação da JNK, da IKKß e da iNOS em músculo, tecido adiposo e fígado de animais controle tratados com DH quando comparado com camundongos C3H/HeJ tratados com a mesma dieta. O tratamento com palmitato reduziu a captação de glicose e a síntese de glicogênio em 40-50% em músculo sóleo isolado de camundongos controle, mas este efeito não foi observado em músculo sóleo isolado de camundongos C3H/HeJ. Em resumo, o nosso estudo demonstra que a inativação do TLR4 previne a obesidade induzida por dieta, a ativação da IKKß, da JNK, a resistência à insulina em camundongos em DH, além da resistência à insulina induzida por palmitato em músculo isolado. O estudo sugere que o TLR4 tem um papel importante na interligação entre o sistema imune inato e a resistência à insulina, sendo um possível alvo terapêutico para a obesidade, resistência à insulina e diabetes mellitus tipo 2 Abstract: Obesity is associated with insulin resistance and a state of abnormal inflammatory response. The Toll-like receptor 4 (TLR4) has an important role in inflammation and immunity and its expression has been reported in most tissues of the body, including the insulin-sensitive ones. Since it is activated by lipopolysaccharide (LPS) and saturated fatty acids, which are inducers of insulin resistance, TLR4 may be a candidate for participation in the cross-talk between inflammatory and metabolic signals. Here, we show that C3H/HeJ mice, which have a loss-of-function mutation in TLR4, are protected against the development of diet-induced obesity. In addition, these mice demonstrate decreased adiposity, increased oxygen consumption, a decreased respiratory exchange ratio, improved insulin sensitivity and enhanced insulin signaling capacity in adipose tissue, muscle and liver, as compared to control mice during high fat feeding. Moreover, in these tissues, control mice fed on a high fat diet show an increase in IKKß and JNK activity, which is prevented in C3H/HeJ mice. In isolated muscles from C3H/HeJ a protection from saturated fatty acid-induced insulin resistance is observed. Thus, TLR4 appears to be an important mediator of obesity and insulin resistance and a potential target for the therapy of these highly prevalent medical conditions Doutorado Ciências Básicas Doutor em Clínica Médica

Orientadores: Antonio Carlos Boschero, Fernanda Ortis Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations. Mestrado Fisiologia Mestra em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: Evidências recentes implicam a indução da NO-sintase induzível (iNOS) no desenvolvimento de resistência à insulina associada à obesidade e endotoxemia. A induçãoda iNOS está associada ao aumento da produção de NO, que vem se mostrando um importante sinalizador intra-celular, modificando a função protéica por diversos mecanismos, incluindo Nitrosilação, Nitração e S-nitrosação. A S-nitrosação ocorre pela adição de um grupamento NO ao radical tiol (S-H) de um resíduo de cisteína, formando um nitrosotiol (S-NO). Neste estudo, investigamos se drogas doadoras de NO, Nitrosogluatationa (GSNO) ou Nitrosocisteína (CISNO), e a própria indução da iNOS seriam capazes de provocar S-nitrosação e com isso modificar a função de proteínas envolvidas na via de sinalização insulínica. A insulina inicia suas ações intra-celulares após a ligação à subunidade a do seu receptor transmembrana, o que provoca mudança conformacional e conseqüente auto-fosforilação da subunidade ß, o que ativa sua capacidade tirosina-quinase. Ocorre, então, associação e fosforilação do substrato 1 do receptor de insulina (IRS-1), que uma vez fosforilado, se associa e ativa a fosfatidil inositol 3 quinase (PI 3 quinase), passo fundamental para a ativação da Akt, serina-quinase que modula tanto ações metabólicas quanto de crescimento desencadeadas pela insulina. Neste estudo demonstramos que tanto GSNO quanto CISNO foram capazes de provocar resistência à insulina, tanto em músculo isolado, quanto em animais intactos. Esta resistência foi associada a menor sinalização de insulina pela via IRß/IRS-1/Akt. Após o tratamento com GSNO ou CISNO de músculo isolado ou de animais intactos, observamos S-nitrosação da subunidade ß do receptor de insuilna, o que provocou menor auto-fosforilação e menor atividade tirosina-quinase após estímulo com insulina. Observamos também S-nitrosação do IRS-1, e após o tratamento crônico com droga doadora, os níveis teciduais desta proteína estavam diminuídos. A Akt também foi alvo de S-nitrosação, que aconteceu em paralelo com a perda de sua capacidade serina-quinase, tanto basal , quanto estimulada por insulina. Observamos indução da iNOS em três modelos de resistência à insulina, na obesidade induzida por dieta hiperlipídica, no camundongo diabético ob/ob e na endotoxemia induzida pela infusão de LPS. Nestes três modelos, a sinalização de insulina pela via IRß/IRS-1/Akt estava diminuída, e os níveis de S-nitrosação destas proteínas estava aumentado. Os níveis teciduais de IRS-1 também estavam diminuídos nos três modelos. O bloqueio da indução da iNOS por rosiglitazona no animal com obesidade induzida por dieta, ou por interferência na transcrição da iNOS no camundongo ob/ob, ou pela anulação do gene codificador da iNOS na endotoxemia induzida por LPS, diminuiu o desenvolvimento de resistência à insulina nestes modelos, e impediu a S-nitrosação destas proteínas. Portanto, a S-nitrosação de proteínas envolvidas na transmissão do sinal de insulina é um novo mecanismo molecular de resistência à insulina associado a indução da iNOS Abstract: Evidence demonstrates that exogenous nitric oxide (NO) and the NO produced by inducible nitric oxide synthase (iNOS) can induce insulin resistance in muscle. Here, we investigated whether this insulin resistance could be mediated by S-nitrosation of proteins involved in early steps of the insulin signal transduction pathway. Exogenous NO donated by S-nitrosoglutathione (GSNO) or by Nitrosocysteine (CYSNO) induced in vitro and in vivo S-nitrosation of the insulin receptor ß subunit (IRß) and protein kinase B/Akt (Akt), and reduced their kinase activity in muscle. Insulin receptor substrate (IRS)-1 was also rapidly S-nitrosated, and its expression was reduced after chronic GSNO treatment. In tree animal models of insulin resistance associated with enhanced iNOS expression ¿ diet-induced obesity, the ob/ob diabetic mice and endotoxemia induced by LPS infusion ¿ we observed enhanced S-nitrosation or IRß/IRS-1 and Akt in muscle. Blocking iNOS induction in muscle by Rosiglitazone in diet-induced obesity, by iNOS anti-sense in ob/ob mice or by genetic knockout in endotoxemia reversed S-nitrosation of these proteins yielding an improvement in insulin action through this pathway. Thus, S-nitrosation of proteins related to insulin signal transduction is a novel molecular mechanism of iNOS-induced insulin resistance Doutorado Clínica Médica Doutor em Clínica Médica

Orientador: Antonio Carlos Boschero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Bibliografia: f. [79]-110 Resumo: A proposição central do presente estudo, foi a análise dos efeitos da 4-AP, sobre a permeabilidade das células beta, ao 'K POT. +' e, conseqüentemente, avaliar a secreção de insulina por ilhotas de Langerhans isoladas. Por outro lado, o objetivo terminal, foi uma contribuição proliminar, para um melhor entendimento das múltiplas etapas do mecanismo de secreção de insulina. A execução da parte experimental, foi primeiramente constituída pela incubação ou perfusão de grupos de ilhotas pancreáticas de rato, submetido a diferentes protocolos. A incubação de ilhotas por períodos de 90 a 120 minutos, prestou-se para a avaliação da incorporação de 'ANTPOT. 45 Ca' ou da oxidação da glicose. Com a perfusão de ilhotas durante 70 a 90 minutos, efetuou-se a análise de efluxo fracionário do 'ANTPOT 86 Rb', e da dinâmica da secreção de insulina e do efluxo do 'ANTPOT 45 Ca'. Os resultados obtidos são resumidos a seguir: 1- Sob a análise da dinâmica da secreção da insulina, observaou-se que, em meio contendo concentrado limiar de glicose(6,0 mM), a taxa secretória média atingiu, repectivamente, 0,169 '+ OU -' 0,008 , 0,245 '+ OU -' 0,031 e 0,115 '+ OU -' 0,009 'mu"U/ilkhota/minuto, antes durante e após a introdução de 10,0 mM de 4-AP, ao sistema perfusor. O pico estimulatório de secreção foi rápido e passageiro, para a seguir retomar os níveis basais. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Not informed. Mestrado Fisiologia e Biofísica Mestre em Ciências Biológicas

Orientador : Antonio Carlos Boschero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O presente trabalho teve como objetivo comparar os efeitos da glicose sobre a secreção de insulina e os fluxos de CA 2+, em ilhotas de ratos recém-isoladas ou mantidas em cultura. Para isto, ilhotas de ratos Wistar adultas foram isoladas por digestão com colagenase. Parte destas ilhotas foi mantida em cultura por 5 a 7 dias, numa mistura dos meios BME e DMEM, na proporção de 5/2 (v/v), Acrescida de 10% (v/v) de soro de boi recém-nascido, com concentração final de glicose de 10,5 nM. As ilhotas foram mantidas a 37°C, em atmosfera com 5% de CO2. O meio de cultura foi renovado a cada 48 horas. Imediatamente após o isolamento ou o cultivo, as ilhotas foram levadas 2 vezes com tampão bicarbonato. Para a execução dos protocolos, dois métodos foram utilizados: (a) Perfusão de ilhotas recém-isoladas ou cultivadas, para análise da dinâmica do efluxo do 45 CA e da secreção de insulina; (b) Incubação de células isoladas, provenientes de ilhotas frescas ou cultivadas, para medida da concentração itoplasmática de CA 2+, utilizando-se o Fura 2 como marcador do CA 2+. Os resultados mostraram que: 1. A capacidade da glicose em promover a secreção de insulina foi severamente reduzida nas ilhotas cultivadas. 2. Na ausência do CA2+ extracelular, a glicose provocou uma marcante redução no efluxo do 45CA, tanto em ilhotas recém-isoladas quanto em ilhotas cultivadas. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The present study aimed at comparing the effects of glucose on ionic and secretoty events in freshly isolated and cultured rat pancreatic islets. For this pourpose islets from female adult fed Wistar rats were isolated by collagenase digestion. Part of these islets were cultured for 5 to 7 days in a mixture of BME basal medium and Dulbecco's modified medium used in a 5/2 volumetric ratio, and supplemented with 10% newborn calf serum to yield a final concentration of glucose close to 10.5 mM. The culture medium was renewed every 48 hours. The islets were maintained at 37ºC in a 5% C2 atmosphere. Immediately before the experiments, the freshly isolated or cultured islets were washed twice with a bicarbonate-buffered solution. The methods used were: (a) Perifusion of freshly isolated or cultured islets to measure the 45CA outflow and insulin release; (b) Incubation of isolated cells, obtained from freshly or cultured islets, to measure the citosolic CA 2+ concentration, using the Fura 2 as an intracellular CA 2+ indicator. The results show that: 1. The capacity of glucose to provoke insulin release was severely reduced in islets maintained in culture. 2. Wheter in freshly in isolated or cultured islets, glucose provoked a marked and sustained decrease in 45CA out-flow from islets deprived of extracellular CA 2+. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Mestrado Fisiologia Mestre em Ciências Biológicas

Orientador: Antonio Carlos Boschero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O presente trabalho visou estudar a permeabilidade ao K+, (Ca) independente em Ilhotas de Langerhans de rato. Para isso utilizamos o antibiótico aminoglicosídeo gentamicina, que possui propriedades de antagonista de Ca 'POT. + 2¿. Ilhotas isoladas de rato, pela colagenese, foram previamente marcadas com 'POT. B.6¿ RbCl (usado como substituto de K ¿+¿ e perfundidas em solução de Krebs-bicarbonato contendo diferentes concentrações de glicose, Ca 'POT. + 2¿, teofilina, neuraminidase e gentamicina Mestrado Fisiologia Mestre em Ciências Biológicas

Orientadores: Benedicto de Campos Vidal, Maria Luiza Silveira Mello Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Camundongos NOD são ótimos modelos para estudo, uma vez que são portadores de duas importantes características: diabetes e resistência à apoptose. É desconhecido se a elevada resistência à apoptose atinge células somente do sistema imune onde foi descrita, ou se é uma característica de células de outros sistemas/tecidos. O diabetes mellitus provoca alterações na matriz extracelular (MEC) por meio da glicosilação não-enzimática das proteínas intercelulares, tal como o colágeno. No processo não-enzimático de glicosilação da proteína colagênica, o grupo aldeído da glicose reage com o grupamento amina livre de resíduos de lisina e hidroxilisina do colágeno, formando uma base Schiff reversível que origina os produtos de Amadori. Estes produtos dão origem aos produtos de glicosilação avançada (AGEs) que desencadeiam a formação de ligações cruzadas entre as moléculas de colágeno. O colágeno interage com receptores de superfície celular de modo que alterações nesta glicoproteína poderiam alterar a transdução de sinais da MEC para as células. O presente estudo visa descrever e quantificar as propriedades anisotrópicas ópticas em feixes de colágeno; buscar alterações elicitadas pelo diabetes nos proteoglicanos (PGs) da MEC; verificar a ocorrência de resíduos de glicose disponíveis no colágeno glicosilado; descrever o intumescimento e a extração de feixes de colágeno em ácido acético a 3% e comparar alguns aspectos da morte celular e do fenótipo nuclear de fibroblastos de feixes de colágeno de camundongos sadios e NOD, buscando-se alterações elicitadas pelo diabetes. Para isso, tendões do calcâneo e da cauda de 14 camundongos NOD e BALB/C (não-diabéticos) foram submetidos aos seguintes experimentos: Medidas de retardo óptico (RO) das birrefringências; digestão enzimática com hialuronidase testicular; colorações com azul de toluidina (AT) pH 4.0 e concanavalina Br (ConBr); intumescimento e extração do colágeno; reação de Feulgen, análise de imagem nuclear e teste imunocitoquímico de TUNEL. Os resultados indicam que toda a glicose incorporada não-enzimaticamente ao colágeno foi convertida a produtos de Amadori. O aumento no número de ligações cruzadas intermoleculares tornou as fibras de colágeno mais alinhadas, estáveis e com condições de empacotamento molecular mais intensas em relação às fibras de colágeno controle. A estabilidade torna o colágeno glicosilado mais resistente à extração por ácido acético a 3% e sugere a ocorrência de diminuição na taxa de remodelação tecidual de animais e/ou pacientes diabéticos. Em termos de ordem molecular (cristalinidade) dos feixes de colágeno, parece que o diabetes induz mudanças variáve is em função da estrutura, fato este que sugere a existência de significados fisio-patogênicos distintos. Quanto aos PGs da MEC, não foram observadas alterações elicitadas pelo diabetes nestas macromoléculas. Os parâmetros geométricos e densitométricos que caracterizam o fenótipo nuclear dos fibroblastos também foram alterados pelo diabetes, sendo que encontrou-se um aumento desses parâmetros ao compará-los com os observados em núcleos de fibroblastos de camundongos não-diabéticos. Não foi constatada positividade ao teste de TUNEL nos núcleos dos fibroblastos estudados Abstract: NOD mice possess two characteristics: diabetes and resistance to various apoptosis signals. Diabetes mellitus provokes alterations in the extracellular matrix (ECM) through of the non-enzymatic glycosylation of intercellular proteins, such as the collagen. In the process of non-enzymatic glycosylation of the collagen protein, the carbonyl group of a sugar reacts with the amino group of a protein and forms a Schiffs¿ base which reacts further into a Amadori products. The products of early glycosylation undergo rearrangements resulting in the formation of irreversible products, the so-called advanced glycosylation endproducts (AGEs). AGEs formation is probably one of the main mechanisms underlying the increased arterial stiffness in diabetic patients or diabetic complications in general. The collagen interacts with cell receptors, consequently alterations in the collagen can change the signal transduction from ECM for the cells. The principal objectives of present study are: to describe the anisotropic properties of collagen bundles obtained from NOD mice and to compare some aspects of the cell death and nuclear phenotype of fibroblasts obtained from NOD and BALB/C mice. For this, calcaneal and tail tendons were submitted to the following experiments: measurements of intrinsical and textural birefringence; enzymatic digestion; staining with toluidine blue (TB) pH 4.0; Concanavalin Br method; collagen extraction; Feulgen reaction, analysis of nuclear images and TUNEL test. The results indicate that all glucose was converted the Amadori products. The increase in the number of cross-linking becomes the collagen fibers both more 16 aligned and with more intense molecular packing conditions than those of the control. In terms of molecular order (crystallinity) of collagen bundles, the diabetes induces variable changes in function of the structure, fact this that suggests the existence of different physio-pathogenics meanings. The analysis of parameters that characterize the nuclear phenotype (area, perimeter, OD, IOD, SDtd and entropy) indicate physiological differences between the fibroblasts obtained from NOD and BALB/C mice. The reply to the TUNEL test was negative in the fibroblasts Mestrado Biologia Celular Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: A insulina estimula a atividade tirosina quinase de seu receptor, resultando na fosforilação de substratos citoplasmáticos, substratos I e 2 do receptor de insulina (IRS-I e IRS-2). Estes dois substratos, por sua vez, ativam a fosfatidilinositol 3-quinase (PI 3-quinase). Sabe-se que um excesso crônico de hormônio do crescimento (GH) produz resistência insulínica, mas o exato mecanismo permanece não esclarecido. No presente estudo, examinamos os níveis protéicos e graus de fosforilação do receptor de insulina, do IRS-I e do IRS-2, bem como a associação destes substratos com a PI 3-quinase, no fígado e músculo de ratos tratados cronicamente com GR. Os níveis de receptor de insulina no fígado e músculo foram semelhantes nos grupos tratados com GH e controle. A autofosforilação do receptor, estimulada pela insulina, não mudou no fígado, mas mostrou se reduzida para 56 ::!: 5% (p

Orientadores: Antonio Carlos Boschero, Licio Augusto Velloso Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A desnervação aguda é um modelo reprodutível de resistência à insulina. Músculos soleus de ratos controles e de ratos submetidos à desnervação foram utilizados para investigar as bases moleculares da resistência à insulina. A desnervação aguda induziu uma redução significativa na taxa de captação de glicose (62%) analizada pelo clamp euglicêmico hiperinsulinêmico de membro isolado, a qual foi associada à diminuição significativa da fosforilação em tiro sina do IR (73%), IRSl (69%), IRS2 (82%) e fosforilação em serina da Akt (39%), estimuladas pela insulina. Além disso, a desnervação reduziu a associação entre IRS1/IRS2 e p85/PI3kinase, induzida pela insulina. No entanto, a desnervação causou um aumento da atividade da PI3-kinase associada ao IRSl (275%) e IRS2 (180%), embora o conteúdo de fosfoinositóis fosforilados, detectados por HPLC, fosse significativamente reduzido em fIações lípides. Diante dessa aparente discrepância, avaliamos a expressão e atividade da fosfatase SIllP2 e a fosforilação em serina da p85/PI3-kinase. Não houve diferença na expressão da SIDP2 entre músculos controles e desnervados. Entretanto, a fosforilação em serina da p85/PI3-kinase foi reduzida no músculo desnervado, enquanto que o bloqueio da expressão da SIllP2 pelo tratamento com oligonucleotídeo antisense específico restaurou parcialmente o conteúdo de fosfoinositóis fosforilados e normalizou a captação da glicose. Concluindo, alterações no estado funcional da SIllP2 podem contribuir para a resistência à insulina induzida pela desnervação Abstract: Short-term muscle denervation is a reproducible model of tissue specific insulin resistance. To investigate the molecular basis of insulin resistance in denervated muscle the downstream signaling molecules of the insulin-signaling pathway were examined in intact and denervated soleus muscle of rats. Short-term denervation induced a significant fall in glucose c1earance rates (62% of control, p

Orientador: Antonio Carlos Boschero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Muitas proteínas estão envolvidas no processo de extrusão de grânulos e fusão de membranas nas células ß pancreáticas, e entre estas se destacam as proteínas da família SNARE, composta pela sintaxina, VAMP, SNAP-25 e as sinaptotagminas. Durante a prenhez e o período pós-natal, a prolactina (PRL) e os lactogênios placentários induzem a maturação do processo secretório nas ilhotas pancreáticas por um mecanismo que não está totalmente conhecido. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar se o aumento na resposta secretória frente à glicose observado durante a prenhez envolve alterações na expressão das proteínas SNARE e das sinaptotagminas 1 e 4. Observamos aumento na expressão gênica e protéica da sintaxina 1A, SNAP-25, VAMP-2 e da sinaptotagmina 4 nas ilhotas de neonatos (1 ¿ 2 dias de vida) tratadas com PRL. Demonstramos também que ilhotas de ratas prenhes (17 ¿ 18 dias após cópula) apresentam maior expressão da sintaxina 1A, SNAP-25 e sinaptotagmina 4 que ilhotas controle. Além disso, a inibição das vias da PI3-cinase pela wortmanina ou da MAP-cinase pelo PD098059, não alterou a transcrição destes genes. Desta forma, podemos concluir que prolactina modula a expressão gênica e protéica de parte dos componentes ligados aos passos finais da extrusão dos grânulos de insulina e que este efeito não é mediado pelas vias da PI3- ou da MAPcinase Abstract: The soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attached protein receptor (SNARE) molecules SNAP-25, syntaxin and VAMP-2 as well as synaptotagmins participate in the extrusion of insulin containing granules in pancreatic ß-cells. During pregnancy and the perinatal periods of life, prolactin (PRL) and other lactogenic substances induce maturation of the stimulus-secretion coupling in the pancreatic islets by a mechanism that is still unclear. In the present study, we investigated whether the improvement in the secretory response to glucose during those periods involves alteration in the expression of syntaxin 1A, SNAP-25, VAMP-2 and synaptotagmins 1 and 4. In islets from pregnant rats (17th ¿ 18th days of pregnancy) and islets from neonatal rats (1-2 days old) treated with PRL for five days, the expression of syntaxin, SNAP-25 and synaptotagmin 4 genes and their encoded proteins was increased compared with controls. VAMP-2 gene and protein was increased in PRL treated-islets from neonatal rats but not in islets from pregnants rats. Wortmannin, a PI3-kinase inhibitor, and PD098059 (PD), a MAP-kinase inhibitor, failed to abrogate the effect of treatment with PRL on the expression of the above proteins. In conclusion, these data indicate that PRL modulates the final steps of insulin secretion by increasing the expression of proteins involved in membrane fusion. These experiments also indicate that effects of PRL occur mainly through a signaling cascade distinct from the PI3-kinase or MAP-kinase pathways Mestrado Fisiologia Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: A insulina, ao se ligar à subunidade a de seu receptor heterotetramérico, dá inicio a uma série de ações imediatas e tardias, metabólicas e promotoras de crescimento. Tais eventos ocorrem através da estimulação da subunidade ~transmembrana do receptor, que se autofosforila e ativa a fosforilação de substratos endógenos intracelulares. Estas proteínas quando fosforiladas podem se unir a proteínas com porção SH2, como a PI 3- quinase. Uma etapa distal a estas associações é a fosforilação em serina da Akt. Utilizandose técnicas de "immunoblotting" com anticorpos anti-IRS-2, antifosfotirosina, anti-PI 3- quinase e anti-Akt é possível analisar o grau de fosforilação do IRS-2 e Akt, e a associação do IRS-2 com a proteína PI 3-quinase. Neste estudo investigamos o grau de fosforilação em tirosina do IRS-2 e sua associação a PI 3-quinase e o grau de fosforilação em serina/treonina da Akt em tecido hepático e muscular de quatro modelos de resistência à insulina: o tratamento agudo com adrenalina, o tratamento crônico com dexamentasona, o jejum prolongado e ratos com diabetes induzido por STZ. Em experimentos com ratos nonnais para a avaliação do efeito tempo após a infusão de insulina no grau de fosforilação do IRS-2, verificou-se que o pico de fosforilação do IRS-2 foi de 30 segundos para o tecido hepático e de 90 segundos para o tecido muscular, após infusão de insulinana veia porta. No figado de ratos tratados agudamente com adrenalina observamos uma diminuição significativano grau de fosforilação do IRS-2 para 63 ± 11 %, p< 0.05, quando comparamos com os ratos controle. Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Insulin induced a wide variety of growth and metabolic responses in many cell types. These actions are initiated by insulin binding to its receptor, and involves a series of alternative and complementary p athways created by the multiple substrates of the insulin receptor (IRSs). In this study we investigated IRS-2 tyrosine phosphorylation, its association with PI 3-kinase and the phosphorylation of Akt, a serine/threonine kinase situated downstream to PI 3-kinase, in liver and muscle of 4 animal models of insulin resistance: the effect of acute epinephrine treatment (normoinsulinemia), the effect of chronic treatment with dexamethasone (hyperinsulinemia), 72 hours fasting and diabetes (STZ) (hipoinsulinemia). We used immunoprecipitation and immunoblotting techniques with specificantibodies: anti-IRS-2, anti-phsophotyrosine, anti-PI 3-kinase and anti-Akt. There was a downregulation in insulin-induced IRS-2 tyrosine phosphorylation and association with PI 3-kinase in liver and muscle of epinephrine and dexamethasone treated rats. Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Doutorado Ciências Básicas Doutor em Clínica Médica

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A placenta provê todas as necessidades para o crescimento e desenvolvimento fetal. Na presença de neoplasia é difícil predizer qual será a duração, evolução e termo da gravidez. O crescimento tumoral é prejudicial à mãe e á unidade materno fetal. O substrato energético fundamental usado pelo feto é a glicose proveniente da placenta, já que o fígado fetal é incapaz de processar a gliconeogênese. A placenta armazena glicogênio para sua própria atividade metabólica e provê lactato para o metabolismo fetal. Em estudos prévios, observamos danos à unidade feto-placentária, através de alterações bioquímicas e morfológicas na placenta, associadas ao crescimento do tumor de Walker ou à inoculação do líquido ascítico. Apoptose placentária pode afetar as funções da placenta e pode estar associada ao retardo de crescimento fetal. Por isto, este trabalho teve por objetivos investigar: 1) Reserva de nutrientes placentários através da análise de armazenamento de glicogênio; 2) Precursores de apoptose placentária possivelmente produzidos em função do crescimento do Carcinossarcoma de Walker 256 ou pela inoculação de líquido ascítico; 3) Envolvimento do sistema ubiqu.itina-proteossomo no processo seletivo de proteínas placentárias. Ratas Wistar grávidas adultas foram distribuídas em três grupos: controle (C); tumor de Walker (W); inoculadas com líquido ascítíco (A); sacrificadas no 16°, 19° e 21 ° dia após a cruza. Os tecidos placentários foram homogenizados e analisados através de: I) ensaios bioquímicos para glicogênio, conteúdo protéico, fosfatase alcalina e atividade glutationa-S-transferase; II) ensaios imunohistoquímicos, contando-se células positivas para P ARP, caspase-3 e citocromo c, e IV) quantificação de precursores apoptóticos (PARP, anti-caspase 3 e citocromo c) e do sistema ubiquitina-proteossomo subunidade 205, P42 e ubiquitina E2 por Westem blotting. Os pesos placentário e fetal foram significativamente reduzidos em ratos implantados com tumor e inoculados com líquido ascítico nos três dias de análise da gravidez. O efeito do crescimento tumoral aumentou os índices de reabsorções fetais que foram semelhantes ao dos grupos inoculados com líquido ascítico. O labirinto trofoblasto apresentou-se reduzido no 210 dia em ambos os grupos W e A. Os estoques de glicogênio e a atividade da fosfatase alcalina foram reduzidos no grupo implantado com tumor. Os efeitos produzidos pelo crescimento tumoral foram semelhantes aos observados nos grupos inoculados com líquido ascítico. Diminuição do conteúdo protéico placentário foi observado nos grupos W e A. Placenta, de ratos implantados com tumor e inoculados com líquido ascítico, apresentaram diminuição na atividade de GST no 190 e 210 dia; paralelamente houve aumento significativo de PARP, caspase-3 e citocromo c placentário tanto na análise imunohistoquímica quanto na análise por Westem blotting. O crescimento do tumor de Walker causou prejuízo ao tecido placentário e, especialmente, promoveu modificações nos precursores da apoptose. Considerando-se que o espongio trofoblasto é um dos responsáveis por manter a função placentária normal, a apoptose descontrolada destas células pode resultar em impacto negativo ao desenvolvimento fetal através de fatores produzido pelas células do tumor, ou, indiretamente, pelos efeitos causados pela inoculação do líquido ascítico aumentando a apoptose. Em animais implantados com tumor e inoculados com líquido ascítico os tecidos placentários não apresentaram dif¿!rença significativa de ubiquitina E2, embora as subunidades proteossômicas 208 e P42 fossem significativamente mais expressivas nos grupos W e A, com relação aos respectivos controles. 0 sistema ubiquitina-proteossomo está envolvido na reorganização e seleção de proteínas nucleares e citoplasmáticas; sendo assim, a presença de tumor ou a inoculação do líquido ascítico promoveu alterações neste sistema comprometendo, provavelmente, a viabilidade dos tecidos placentários e, conseqüentemente, a evolução da gravidez. Esses resultados podem ajudar na compreensão de eventos e identificação de métodos que venham garantir o bem-estar fetal e desenvolvimento da placenta. Assim o crescimento do tumor de Walker, juntamente com a inoculação de líquido ascítico, promovem danos irreversíveisá placenta alterando sua homeostasia assim prejudicando o desenvolvimento e a sobrevida fetal no ambiente uterino Abstract: The placenta provides ali needs for healthy fetus development. The cancer development difficulties to predict the period, evolution and term of pregnancy. The tumour growth can be prejudicial to mother, foetus and, especially to maternal-fetal unit. The fundamental energy substrate used by fetus and placenta is glucose, although fetalliver is incapable to process gluconeogenesis. The placenta cells mobilise glycogen storage for its own energy activity and provides lactate to earlier fetal metabolism. In previous studies, we observed damage in the maternal-foetal unity, showed by biochemical and morphological alterations in placenta associated to tumour growth or ascitic fluid inoculation. Placental apoptosis may affect a range of placental functions and can be associated foetal growth retardation. For this reason the aim of this work was to analyse the effects of Walker 256 carcinosarcoma growth in pregnant rats studing 1) the nutrient reserves as glycogen storage 2) the effects on placental apoptotic precursors and 3) the involvement of the ubiquitin-proteasome system on the selective process of placental proteins. Adult pregnant Wistar rats were distributed into three groups: control, C; tumour bearing, W; injected ascitic fluid, A, and sacrificed on 16th, 19th or 21 st day after breeding. The placental tissue aliquots were analysed after homogenising and measuring I) placental glycogen, and protein content and alkaline phosphatase and glutathione-8-transferase activity; II) histochemically the glycogenceHs presence; III) Immunohistochemically assays counting [positive cells for P ARP I caspase-3 and cytochrome c, and IV) The apoptotic precursors (PARP, anti-caspase-3 and cytochrome c) and ubiquitin-proteasome proteins (ubiquitin E2, P42 and subunit 208) expression. The placenta and fetal weight were significantly reduced in both tumour bearing and ascitic fluid injected rats since 16th, 19th and 21st day of pregnancy. The effects of tumour growth, inducing high fetal reabsorption sites were similar in ascitic fluid injected group. Labyrinth layer was significantly reduced on 21 st day in both tumour bearing and ascitic fluid injected. The placental glycogen cells andalkaline phosphatase activity were reduced in tumour groups. The effect produced by tumour growth were similar that observed in ascitic ftuid injected group. Decrease in placenta I protein content was observe in both W and A Placental P ARP, caspase-3 and cytochrome c positive cells, analysed by immunohistochemistry and cells and Westem blot, were increased in tumour- bearing and ascitic fluid injection groups, showing that tumour growth clearly produced damage in placental tissue, especially inducing changes in apoptotic precursors. Since the trophoblastic cells are the responsible ones for maintaining normal placental function, the uncontrolled death of this cells could result in a negative impact to foetal development, as many factors either directed produced by tumour cells or indirectly effect produced by ascitic fluid substances, increasing the apoptosis rate. In tumour-bearing and ascitic fluid groups the placenta tissues showed no difference in ubiquitin E2 quantity, although the proteasome subunits 208 and P42 contents were significantly higher in the W and A rats. This results suggest that the ubiquitin proteasome system was involved in placental tissues probably being responsible for organizer and selection of citoplasmatic and nuclear proteins. The presence of tumour or ascitic fluid injected probably promoted alterations in the placenta tissues that committed the pregnancy evolution. The knowledge of this events resulted by tumour effects may help to identify the better way to guarantee the welfare of fetal and placenta development. In conclusion the tumour growth and, especially, ascitic fluid injected promoted irreversible damage in a placenta tissue altering the homeostasis and compromising the foetal development Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A insulina, ao se ligar à subunidade a de seu receptor heterotetramérico, dá início a uma série de ações imediatas e tardias, metabólicas e promotoras de crescimento. Tais eventos ocorrem através da estimulação da subunidade 13 transmembrana do receptor, que se autofosforila e ativa a fosforilação de substratos endógenos intracelulares, dos quais o mais estudado é o IRS-l. Esta proteína de peso molecular _160 kDa pode ser bem caracterizada como um substrato direto do receptor de insulina e quando se fosforila associa-se a proteínas com porção SH2, PI-3 quinase e SHP2 ativando-as. Uma etapa distal a estas associações/ativações é a fosforilação em serina da AKT/PKB. Utilizando-se técnicas de "immunoblotting" com anticorpos anti-IRS-l, antifosfotirosina, anti-SHP2 e antiAKT/PKB é possível analisar o grau de fosforilação do IRS-l e AKT/PKB, a concentração protéica da SHP2 e a associação do IRS-l com SHP2, ou seja, as ações iniciais da insulina. Neste estudo investigamos a quantidade protéica da SHP2, o grau de fosforilação do IRS-l e associação com SHP2 e a fosforilação do AKT /PKB no tecido muscular e hepático de ratos normais e em cinco modelos de resistência à insulina: o jejum prolongado, o envelhecimento, o uso agudo de adrenalina, o uso crônico de dexametasona e ratos com diabetes induzido por STZ. Em experimentos com ratos normais para avaliação do efeito tempo após infusão de insulina no grau de fosforilação do IRS-l e associação com SHP2, verificou-se que o pico de fosforilação do IRS-l e associação IRS-l/SHP2 foi aos 30" para o tecido hepático e aos 90" para o tecido muscular, após a infusão de insulina, na veia porta. Nos animais que receberam estreptozotocina, em tecido hepático não houve alteração no nível protéico da SHP2. Observamos um aumento significativo no grau de fosforilação do IRS-l para 141 :!: 12%, p < 0,05, quando comparados aos animais controle. Não houve alteração na associação IRS-l/SHP2 quando comparados com o controle. Houve uma redução para 65 :!: 6%, p< 0,035, no grau de fosforilação do AKT/PKB. Em tecido muscular destes animais tratados com estreptozotocina, não houve alteração no nível protéico da SHP2, ocorrendo um aumento para 191 :!: 14%, p< 0,036 no grau de fosforilação do IRS-l quando comparados com o controle, sem alteração na associação IRS-l/SHP2 quando comparados com o controle. O grau de fosforilação do AKT IPKB foi reduzido para 70 :t 7%, p< 0,04, nos animais tratados com STZ quando comparados com o controle. Animais submetidos ao tratamento agudo de adrenalina não apresentaram alteração no nível protéico da SHP2 tanto para o tecido hepático como para o muscular. Houve uma redução significativa no grau de fosforilação do IRS-l para 37 :t 3%, (p< 0,019), e para 37 :t 7%, (p< 0,003) em tecido hepático e muscular respectivamente, acompanhado de uma diminuição da associação IRS/SHP2 para 52 :t 3%, (p< 0,002), e para 20 :t 7%, (p< 0,041), em tecido hepático e muscular, respectivamente. A fosforilação do AKTIPKB foi reduzida para 60 :t 5%, (p< 0,045), e para 70 :t 6%, (p< 0,030), em tecido hepático e muscular, respectivamente O envelhecimento não alterou o nível protéico da SHP2 em tecido hepático. A fosforilação do IRS-l foi reduzida para 64 :t 7%, (p< 0,029), ocorrendo um aumento na associação IRS-lISHP2 para 155 :t 9%, (p< 0,012) em tecido hepático dos animais senis. O grau de fosforilação do AKTIPKB dos animais senis não apresentou alteração. Em tecido muscular dos animais com 20 meses de idade observamos que não houve alteração do nível protéico da SHP2. O grau de fosforilacão do IRS-l foi reduzido para 50 :t 7%, (p

Orientador: José Antonio Rocha Gontijo Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: O papel do SNC no controle da homeostase hidrosalina tem sido demonstrado por diversos estudos. Recentemente, várias evidências têm sugerido que a insulina pode exercer influência na modulação de várias funções cerebrais, tais como regulação da ingestão de alimentos, das funções reprodutiva e cardiovascular. Entretanto, são escassos os dados disponíveis abordandoo efeito da insulina injetada no SNC sobre o manuseio renal de sódio. Assim, nós hipotetizamos que uma possível ação central da insulina pode modular a atividade nervosa renal, levando a mudanças na excreção urinária de sódio. Com a finalidade de testar essa hipótese nós investigamos os efeitos da injeção aguda de insulinano ventrículo cerebral lateral sobre o manuseio tubular de sódio em ratos não anestesiados, não restritose desnervados e seus controles.Para examinar a influênciada desnervação renal durante a injeção aguda de insulina, os animais foram randomicamente separados em 4 grupos: 1. Ratos NDX (solução salina0,15M NaCI);2. Ratos NDX (injeçãoicv de insulina);3. Ratos DNX (injeção insulina) e 4. Ratos NDX (injeção sc de insulina). Nesses experimentos nós demonstramos que a injeção central de insulina produziu substancial e dose dependente aumento da excreção urinária de sódio(0,042?g.?l-0,042µg.µl-1:1189 ±308 ? % .min.; 0,42 µg.µl-1:1461± 594 ? % .min.e 4,2 µg.µl-1: 2055 ± 411 L % .min.) e potássio (0,042µg.µl-1:649 ±100 ? % .min.; 0,42 µg.µl-1: 671±175 ? % .min. e 4,2 µg.µl-1: 669 ±70 ? % .min.), confirmando a hipótese de que a insulina, centralmente administrada,induz excreção renal de íons, pelo menos em parte relacionada a mudanças na atividade nervosa renal. Em adição, nós mostramos que a natriurese promovida pela insulina ocorreu por aumento da rejeição pós proximal de sódio (FEPPNa),sem alteração da filtração glomerular(CCr)e proporcional a carga filtrada de sódio. Assim, nós observamos que o aumento da excreção de sódio e potássio deve ser devido a inabilidadedos túbulos renais em manusear eletrólitos,associada a quebra do balanço glomérulo-tubular.A administração de leptina icv não promoveu modificação em qualquer parâmetro funcionalavaliado. Entretanto, quando a leptina foi injetada associada à insulina no ventrículo lateral, o efeito na excreção urinária de sódio apresentou aumento ou diminuição nas doses de 0,3 3 ?g, respectivamente. Tendo em vista os dados apresentados,pode-se sugerir que um possível erro na sinalização eferente periventricular deve ter contribuído para as disfunções observadas.Novos estudos são necessários para elucidar esse envolvimento neuro hormonal na interação insulina-cérebro-rim Abstract: The role of the central nervous system in the control of hydrosaline homeostasis has ben strikingly demonstrated by several studies. In recent times growing evidence has suggested that insulin may exert influence in the modulation of many brain functions, such as food intake regulation, reproductive function and cardiovascular function. However, there are no available data examining the central nervous system effect of insulin administration on renal sodium handIing. Also, we have hypothesized that a possible central insulin action may modulate the renal nerve activity, consequently changing the urinary sodium excretion. In order to test this hypothesis we investigated the effects of acute lateral cerebral ventricle insulin injection on tubule sodium handling of unanesthetized, unrestrained renal-denervated rats and their sham operated controIs. To examine the influence of renal denervation during i.c.v. administration of insulin rats were randomly assigned to one off our groups: (1) sham-operated Í.c.v. 0.15M NaCI injected, (2) sham-operated i.c.v. insulin-injected, (3) renal-denervated i.c.v. insulin-injected and (4) subcutaneously insulin-injected. In the current studies we demonstrated that centrally administered insulin produced substantial and dose-related increase in the urinary output of sodium (0.042µg.µl-1: 1189:808 ?%.min., 0.42 µg.µl-1: 1461± 594 ? %.min., and 4.2 µg.µl-1: 2055 ± 411? %.min.), and potassium (0.042µg.µl-1: 649 ±100 ?%.min., 0.42vg.µl-1: 671±175 ? %.min., and 4.2µg.µl-1: 669 ± 70 ? %.min.), confirming the hypothesis that centrally administered, insulin-induced renal ion excretion is, at least in part, related to changes in renal nerve activity. In oodition, we showed that insulin-induced natriuresis occurred by increasing post-proximal tubule sodium rejection (FEPPNa),despite an unchanged glomerular filtration rate (Ccr) and proportionate to the sodium 1000 filtered. Thus, the observed increase in renal sodium and potassium excretion may be due to the inability of renal tubules to handIe the electrolytes, with a promoted disruption in glomerotubular balance. Together, these findings may suggest that a possible misleading of periventricular efferent neural signalizing may contribute to renal, hemodynamic and peripheral metabolic dysfunction. Further studies are required to investigate this neurohumoral involvement in functional insulin-brain-kidneyinteraction Doutorado Clínica Médica Doutor em Clínica Médica

Orientador: Kleber Gomes Franchini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: Uma variedade de estímulos, como a sobrecarga hemodinâmica, pode levar a um aumento de tensão mecânica em cardiomiócitos, que normalmente é compensado pelo desenvolvimento de um fenótipo hipertrófico. A resposta inicial à sobrecarga é caracterizada por uma rápida e coordenada ativação de vias de sinalização intracelulares que regulam a expressão gênica e culminam com o crescimento hipertrófico de cada cardiomiócito. A importância relativa de cada elemento que participa das vias de sinalização e sua contribuição para as alterações adaptativas observadas nos miócitos cardíacos em resposta à sobrecarga pressora têm sido o foco de diversas pesquisas. No presente estudo, investigamos a ativação e localização subcelular da FAK em miócitos ventriculares de ratos neonatos (MVRN) submetidos a ciclos de estiramento, além da sua participação na ativação do gene do fator natriurético atrial (ANF). O estiramento pulsátil dos cardiomiócitos, de 5 a 20%, por períodos de 10 a 120 minutos, levou a um aumento da fosforilação da FAK no seu resíduo de tirosina 397, conforme detectado pelo anticorpo fosfoespecífico. Tal ativação foi paralela com uma alteração na localização da Fak em MVRN que, da região perinuclear em miócitos não estirados, passou a distribuir-se ao longo dos miofilamentos, como agregados protéicos, em células estiradas. Além disso, 4 horas de estiramento pulsátil aumentou a atividade do gene repórter da luciferase contendo o promotor do ANF. A interrupção da sinalização pelo complexo endógeno Fak/Src, seja pela expressão de um mutante negativo de Fak, onde a tirosina foi substituída por fenilalanina no resíduo 397, ou pelo tratamento com um inibidor farmacológico da c-Src, diminuiu severamente a ativação da Fak e sua redistribuição ao longo dos miofilamentos, mediados pelo estiramento, além de inibir a ativação do gene do ANF. No entanto, a expressão de um mutante selvagem de Fak potencializou a fosforilação dessa quinase, induzida por estiramento, sem alterar a expressão gênica do ANF, em comparação aos MVRN não transfectados...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: A variety of stimuli, such as hemodynamic overload, can lead to an increase in mechanical stress on cardiomyocytes that can be compensed by the development of a hypertrophyc phenotype. The hypertrophyc response is characterized by a rapid and coordinate activation of intracellular signaling pathways that regulate gene expression and results in a hypertrophyc growth of cardiac myocyte. The relative importance of each element that participate of signaling pathway and its contribution for the adaptative changes observed in cardiac myocyte in response to pressure overload, has been the focus of diverse researches. In the present study we investigated the Fak activation and subcellular localization in neonatal rat ventricular myocytes (NRVMs) submitted to pulsatile stretch, instead its participation in the atrial natriuretic factor (ANF) gene activation 5% to 20% (10-120 minute) pulsatile stretch of NRVMs lead to an increase of Fak phosphorylation at Tyr-397, as detected by phosphospecific antibody. This activation was accompanied by a change in Fak localization in NRVMs that, of the perinuclear regions in nonstretched cells change to aggregates regularly distributed along the myofilaments in stretched cells. Furthermore, a 4-hour cyclic stretch enhanced the activity of the ANF promoter-luciferase reporter gene. Disrupting endogenous FaklSrc signaling either by expression of a dominant-negative Fak mutant with phenylalanine substituted for Tyr-397 or by treatment with a c-Src pharmacological inhibitor markedly attenuated stretchinduced Fak activation and its redistribution at myofilaments and inhibited stretch-induced ANF gene activation...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Doutorado Ciências Básicas Doutor em Clínica Médica

Orientadores: Debora de Queiroz Tavares, Mario Jose Abdala Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O resumo, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The abstract is available with the full electronic document Doutorado Doutor em Ciência da Nutrição

Orientador: Antonio Carlos Boschero Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Investigaram-se a secreção de insulina e os efluxos de K+ e Ca2+,em ilhotas pancreáticas de rato, isoladas em seis diferentes momentos do dia (0,4, 8, 12, 16 e 20 h) Para o estudo da secreção de insulina, utilizaram-se ilhotas de ratos, alimentados ou submetidos a jejum durante 48 horas, incubadas (60 min a 37°C) em condição estática, em tampão-Krebs contendo glicose (entre zero e 27,7 mM), após pré-incubação durante 30 minutos. Os efluxos de K+ e Ca2+ foram determinados pela medida das taxas de efluxo de 86Rb e 45Ca, respectivamente, em ilhotas previamente carregadas desses traçadores e perfundidas por Krebs contendo diferentes concentrações de glicose. Ritmo diário da secreção de insulina foi observado em G 5,6 (Krebs contendo glicose [5,6 mM]) e em G 8,3, concentrações nas quais a maior secreção ocorreu no período escuro. O grupo do período escuro apresentou deslocamento, para a esquerda, da curva de secreção de insulina em resposta a glicose, com menor limiar estimulatório que o grupo do período claro. Incremento da concentração extracelular de glicose (de 5,6 para 8,3 mM) provocou maior aumento da secreção de insulina, no período escuro. o ECso das curvas de secreção de insulina foi mínimo à O h e máximo às 8h. Verificou-se correlação negativa, ao longo do dia, entre o efeito da retirada de glicose do Krebs, sobre o efluxo fracional de 86Rb, e os valores da secreção de insulina em G O. Constatou-se variação diária do efeito da supressão de glicose do Krebs, sobre o efluxo de 86Rb, com valores máximo e mínimo às 16 e 4 h, respectivamente. Jejum durante 48 horas não impediu a ocorrência de variação diária do efluxo de 86Rb. Contudo, provocou redução, tanto dos valores de parâmetros que medem esse efluxo, quanto da amplitude de variação dos mesmos, nas 24 horas do dia. Provocou, também, aparente deslocamento de fase dos parâmetros que representam o efeito da retirada de glicose do meio de perfusão. o efeito máximo de glicose (8,3 mM), ao reduzir a taxa de efluxo de 86Rb, foi observado à O h, enquanto o mínimo foi registrado às 12 h. Verificou-se significativa correlação, ao longo do dia, entre os valores da secreção de insulina e a intensidade da inibição do efluxo de 86Rb, provocada por glicose (8,3 mM). Embora se tenha constatado variação diária do efluxo de 45Ca, em G 16,7, com valor máximo às 20 h, não se observou correlação entre este parâmetro e os valores da secreção de insulina, em presença de G 16,7. Diante desses resultados, conclui-se que, em células beta de ilhotas pancreáticas isoladas de rato: A sensibilidade a glicose está diminuída no período claro. A responsividade a glicose é máxima à O h e mínima às 8 h. A secreção de insulina, estimulada por concentrações fisiológicas de glicose, é maior durante o período de atividade dessa espécie, o que decorreria do maior efeito de glicose, ao reduzir a permeabilidade a potássio, no período escuro. A ativação de canais K+ATP provocada por glicopenia é, aparentemente, mais extensa ao final do período de repouso dessa espécie. o ciclo alimentação-jejum, aparentemente, exerce efeito mascarador sobre o ritmo diário do efluxo de potássio Abstract: This thesis examines the insulin secretion and the t

Orientadores: Antonio Carlos Boschero, Maria Alice Rostom de Mello Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O presente trabalho teve como objetivo estudar alguns dos possíveis determinantes da resposta pancreática deficiente à estimulação com diferentes substâncias insulinotrópicas, tendo os ratos submetidos à dieta hipoprotéica como modelo experimental. Os sinais de desnutrição tais como: baixo peso corporal, hipoalbuminemia, teores elevados de glicogênio e de gordura hepática bem como sódio total aumentado estiveram presentes nos animais que receberam dieta hipoprotéica. Esses animais apresentaram ainda menores níveis de insulina plasmática e conteúdo total de insulina diminuído. Através da microscopia eletrônica constatamos nas células dos animais hipoprotéicos desorganização da arquitetura, redução do volume, ausência de nucléolo, perda da polaridade, número reduzido de grânulos, grânulos imaturos, retículo endoplasmático rugoso formando cisternas curtas e ingurgitadas com conteúdo floculento e por último, degeneração e edema mitocondrial. Por outro lado, os estudos In vitro demonstraram maior oxidação da glicose por ilhotas de ratos hipoprotéicos. Os efeitos da glicose, leucina, KIC, tolbutamida e arginina (esta na presença da glicose) sobre efluxo de 86Rb foram semelhantes àqueles observados em ilhotas de ratos normoprotéicos. Contudo, o efeito da arginina (na ausência de glicose) bem como da diazoxida e do TPA sobre o efluxo do referido isótopo foi menor em relação aqueles registrado em ilhotas-controle. A captação e o efluxo do 45Ca, na presença de glicose ou arginina, também foi menor ns ilhotas provenientes de ratos hiprotéicos comparados às ilhotas de ratos normoprotéicos. Consoante com os resultados sobre o efluxo de 86Rb e 45Ca, a secreção de insulina estimulada por glicose, altas concentrações de K+, tolbutamida, OXO-m, TPA e arginina, foi menor nas ilhotas de animais hipoprotéicos quando comparado às ilhotascontrole. Diante disso o desacoplamento entre o A TP, gerado pelos nutrientes ensaiados, e a despolarização da membrana com conseqüentes alterações na permeabilidade aos íons K+ e Ca2+ parece ser uma das causas mais importantes na resposta secretária reduzida por ilhotas de ratos hipoprotéicos. Em paralelo parece haver também desacoplamento entre a via de sinalização, induzida pela interação hormônio-receptor e influxo de Ca2+, reduzindo assim a [Ca2+]i. Concluindo, a secreção reduzida de insulina frente às inúmeras substâncias utilizadas parece ter como causa preponderante a incapacidade das células B de ratos hipoprotéicos em manejar adequadamente os íons Ca2+ que, em última análise é o ativador do mecanismo secretório Abstract: We have analyzad in this study the possible mechanisms involved in the poor secretory response to different secretagogues in islets derived from rats maintained with low protein diet. After 8 weeks, rats kept on low protein diet showed the following features: low body weight, hypoalbuminemia, high liver fatty acids and glycogen contents and increased total body Na+. In these animals plasma insulin levels and total insulin content were reduced as compared to control rats. Pancreatic B cells from hypoproteic rats showed marked morphological alterations such as: reduced cell volume, loss of cell polarity, altered endoplasmic reticulum, mitochondrial oedema, nucleolus absent and reduced number of insulin-containing granules, which frequently displayed abnormal appearance. Experiments carried out in vitro showed increased glucose oxidation by hypoproteic islets. Nevertheless, there was no significant difference concerning the 86Rb efflux rate induced by glucose, leucine, kic, tolbutamide and arginine (arginine in the presence of glucose) between islets from hypoproteic and control islets. However the effect of arginine (in the absence of glucose), diazoxide and TPA on 86Rb efflux from hypoproteic islets was as reduced compared to control islets. Alterations in 45Ca uptake and efflux, induced by glucose or arginine were reduced when compared to that observed in control islets. Insulin secretion in the presence of glucose, high concentrations of K+, tolbutamide, OXO-m, TPA, leucine and arginine was also reduced in those islets from hypoproteic rats in comparison with the control islets. These data suggest that uncoupling between A TP (produced by nutrient metabolism) and membrane depolarization associated to impairment in K+ and Ca2+ membrane permeabilities could be related to the poor secretory response observed in islets derived from rats kept on low protein diet. In addition, alterations in the hormone receptor second messenger pathway in association with alterations in Ca2+ membrane permeability and internal Ca2+ mobilization could be involved in the phenomenon. In conclusion, the reduced insulin secretion observed in hypoproteic islets in response to different stimuli, seems to be related, mainly, to defects in the ability of B cells in handling adequately the Ca2+ ions Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia

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

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: A obesidade é caracterizada por processo inflamatório crônico e resistência à insulina (RI), os quais são responsáveis por grande parte de suas doenças associadas. Sabe-se que diversas moléculas do sistema imune inato estão associadas à RI e obesidade, destacando-se o receptor toll-like-receptor 4 (TLR4). Sua via de sinalização está ativada na obesidade, devido à presença aumentada na circulação de seu principal ligante, lipopolissacarídeo (LPS). Acredita-se que esta endotoxemia metabólica seja causada por alterações na microbiota e na permeabilidade intestinais, o que torna o intestino e as bactérias que o habitam, grandes alvos para o tratamento da obesidade. O objetivo deste presente trabalho foi avaliar os efeitos dos probióticos (PB) na sensibilidade à insulina e na sinalização de TLR4 em tecidos insulino-sensíveis, além de verificar suas possíveis ações na microbiota intestinal. Dessa forma, camundongos Swiss foram divididos em 4 grupos: controles (C), controles tratados com PB (C+PB), obesos (DIO) e obesos tratados com PB (DIO+PB). O tratamento teve a duração de 5 semanas. O uso de PB em animais obesos proporcionou grandes melhoras nos parâmetros fisiológicos e moleculares de RI, além de atenuar a ativação da via de sinalização do TLR4, provavelmente pela redução dos níveis circulantes de LPS. O grupo DIO+PB ainda mostrou mudanças positivas na distribuição dos filos de bactérias intestinais e menor permeabilidade intestinal, quando comparado com o grupo DIO. Analisando o hipotálamo, observou-se que o uso de PB nesse modelo de obesidade regulou de forma favorável os mecanismos centrais de controle da fome, bem como alguns parâmetros de inflamação. Assim, conclui-se que a regulação da microbiota intestinal promovida pela administração de probióticos pode trazer benefícios no controle da obesidade, por reduzir ou atenuar mecanismos moleculares de resistência à insulina Abstract: Obesity is the main risk factor to the development of insulin resistance and type 2 diabetes. The common basis among these events is an inflammatory process characterized by the activation of toll-like receptor 4 (TLR4) by its main ligand lipopolysaccharide, LPS. Its concentration is higher in obese people and it is believed that changes in composition of the gut microbiota and epithelial functions may play a role in the inflammation associated with obesity. The aim of the study was to evaluate the effects of probiotic on the insulin sensitivity, TLR4 signaling, intestinal permeability and microbiota composition in diet-induced obese mice. Male adult Swiss mice composed randomly 2 groups: chow diet (CTL) and high-fat diet by 5 consecutive weeks (DIO). During these 5 weeks, some mice of the DIO and CTL groups received daily a pool of probiotics. The DIO animals that received probiotic presented an expressive improvement in their glucose tolerance test, fasting glucose and in parallel a significant increase in the phosphorylation levels of insulin induced IR, IRS1 and Akt in muscle, liver and adipose tissue. There was a relevant reduction in the TLR4-Myd88 interaction, IKK? and JNK phosphorylation and iNOS expression in DIO mice treated with probiotic. This treatment also improved the expression of ileal tight-junctions proteins (ZO-1, Occludin), decreased LPS portal levels and the concentrations of bacteria of the phylum Firmicutes (associated with obesity) in feces. Analyzing the hypothalamus, it was observed that the use of probiotics in this model of obesity favorably regulated central mechanisms of food intake, as well as some inflammation parameters. In conclusion, our results show that probiotics, through their effects on intestinal permeability and microbiota composition, can improve insulin sensitivity and signaling of DIO mice, reducing their inflammation and suggesting potential beneficial effects in the treatment of insulin resistance and type 2 diabetes Doutorado Medicina Experimental Doutora em Ciências

Orientador: Licio Augusto Velloso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, FAculdade de Ciencias Medicas Resumo: O consumo de dietas ricas em gordura é o mais importante fator ambiental que contribui para o aumento da prevalência de obesidade na sociedade moderna. Em modelos animais com obesidade, induzida por dieta, a ativação da resposta inflamatória no hipotálamo produz resistência molecular e funcional aos hormônios anorexigênicos insulina e leptina, o que resulta em defeitos no controle da ingestão alimentar e do gasto energético. Para explorar a hipótese de que ácidos graxos podem desencadear resposta inflamatória e aumentar a expressão de citocinas no hipotálamo por induzir a ativação de TLR2/4 e/ou estresse de RE, ratos foram canulados e submetidos ao tratamento, por via intracerebroventricular (icv), com ácido graxo saturado e em seguida o extrato de proteínas hipotalâmicas foi obtido para determinação da expressão de proteínas por imunoblot. A localização de marcadores inflamatórios foi obtida por imunohistoquímica. Observou-se que ácidos graxos saturados de cadeia longa ativam predominantemente TLR4, o que determina não só a indução da expressão local de citocinas, mas também promove estresse de RE. Ratos alimentados com dieta hiperlipídica rica em ácidos graxos monoinsaturados não desenvolveram resistência hipotalâmica à leptina, enquanto que a mutação com perda da função do TLR4 e a inibição imunofarmacológica do TLR4 protegeu os camundongos da obesidade induzida por dieta. O TLR4 age como um alvo molecular predominante para ácidos graxos saturados no hipotálamo, o que desencadea resposta inflamatória e resistência a sinais anorexigênicos. Assim, conclui-se que ácidos graxos saturados ativam as vias de TLR2/TLR4 e estresse de RE em hipotálamo sendo a ativação mais significativa para TLR4, o que, por sua vez, determina a indução de estresse de RE. O TLR4 é um importante mediador da disfunção hipotalâmica durante o desenvolvimento da obesidade, como esse é um fenômeno importante durante a instalação da obesidade, esse receptor é um alvo terapêutico atrativo para tal condição epidêmica Abstract: In animal models of diet-induced obesity, the activation of an inflammatory response in the hypothalamus produces molecular and functional resistance to the anorexigenic hormones insulin and leptin. The primary events triggered by dietary fats that ultimately lead to hypothalamic cytokine expression and inflammatory signaling are unknown. Here, we test the hypothesis that dietary fats act through the activation of Toll-like receptors 2/4 and endoplasmic reticulum stress to induce cytokine expression in the hypothalamus of rodents. Rats were treated icv with different types of fatty acids and hypothalamic protein extracts were obtained for determination of inflammatory and endoplasmic reticulum stress protein expression by immunoblot. Localization of inflammatory markers were performed by immunohistochemistry. Long-chain saturated fatty acids activate predominantly Toll-like receptor 4 signaling, which determines not only the induction of local cytokine expression but also promotes endoplasmic reticulum stress. Rats fed on a monounsaturated fat-rich diet do not develop hypothalamic leptin resistance, while Toll-like receptor 4 loss-of-function mutation and immunopharmacological inhibition of Toll-like receptor 4 protects mice from diet induced obesity. Toll-like receptor 4 acts as a predominant molecular target for saturated fatty acids in the hypothalamus, triggering the intracellular signaling network that induces an inflammatory response and determines the resistance to anorexigenic signals Doutorado Ciências Básicas Doutor em Clínica Médica

Orientador: Antonio Carlos Boschero Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: No diabetes mellitus, radicais de oxigênio estão associados com perda de sensibilidade à glicose ou destruição das células b. Nesse trabalho, investigamos a tolerância de ilhotas de Langerhans de ratos neonatos ao estresse provocado por H2O2, seus mecanismos antioxidantes de defesa e os fatores que promovem manutenção da sensibilidade à glicose. Cultivadas com 1 mM de H2O2, as ilhotas aumentaram até 6' seu consumo de glicose e resistiram ao estresse induzido por H2O2 quando em meio contendo 20 mM de glicose. A expressão da enzima catalase em resposta à glicose se mostrou necessária a essa resistência, mas não suficiente. Em concentrações baixas de H2O2, quando a catalase tem sua atividade modulada por NADPH, observamos que mesmo proteínas sem atividade catalítica adquiriam capacidade antioxidante e eram regeneradas por NADPH. Mapeando a distribuição de atividade peroxidase na ilhota, observamos sensibilidade ao NADPH nas frações nuclear e citossólica. As ilhotas cultivadas em 20 mM de glicose e as que resistem ao H2O2 possuem em comum uma maior atividade da via das pentoses, que gera NADPH citossólico. Nessas ilhotas, verificamos que a produção citossólica de NAD(P)H limita a secreção de insulina. Tais ilhotas produzem NAD(P)H principalmente da oxidação de substratos endógenos no citossol e nas mitocôndrias, ao invés de localizarem seu uso somente no citossol, como se dá nas ilhotas mais sensíveis ao H2O2. A cultura com 20 mM de glicose produziu ilhotas com alta expressão da lançadeira de NADH glicerol-fosfato, enquanto o H2O2 selecionou ilhotas com alta expressão da lançadeira mal/asp. Como ambas as lançadeiras promovem a comunicação entre citossol e mitocôndrias, concluímos que o sistema de lançadeiras e a geração de NADPH sejam fatores críticos para a manutenção da sensibilidade à glicose nas ilhotas Abstract: In diabetes mellitus, oxygen radicals are associated with loss of glucose-sensibility and destruction of b-cells. In this work, we investigated the tolerance of neonatal rat islets to stress induced by H2O2, the islets antioxidant defense mechanism and factors maintaining islet glucoseresponsiveness. Islets cultured with 1 mM of H2O2 increased 6 fold the glucose uptake and resisted H2O2-induced stress when cultured in media containing 20 mM of glucose. Glucose-induced catalase expression was shown to be necessary to islet cell-survival, although not sufficient. In low H2O2 concentrations, the activity of catalase is dependent on NADPH and we observed that even proteins with no catalytic activity could be antioxidants regenerated by NADPH. Mapping the peroxidase activity in islets, we observed sensibility to NADPH in nuclear and cytossolic fractions. Islets cultured with 20 mM of glucose and islets that survived after culture with H2O2 both showed increased activity of the pentose phosphate pathway, which generate cytossolic NADPH. Is theses islets, we verified that cytossolic production of NAD(P)H limits insulin secretion. Such islets generate NAD(P)H principally from oxidation of endogenous fuels in cytossol and mitochondria, in contrary of the most H2O2-sensible islets which use endogenous fuels exclusively in cytossol. Culture with 20 mM of glucose produced islets with high expression of the glycerol-phosphate NADH shuttle, where as culture with H2O2 selected islets with high expression of the mal/asp shuttle. Since both shuttles promote interchange between cytossol and mitochondria, we have concluded that the shuttle system together with NAD(P)H generation ability are critical factors in maintaining islet glucoseresponsiveness Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Metais pesados como o cádmio são considerados agentes tóxicos devido sua extensiva utilização nas indústrias e agropecuária e, como conseqüência, são amplamente dispersados no meio ambiente. No entanto, o cádmio tem sido foco, também, de inúmeras pesquisas relacionadas a exposição humana e suas conseqüências patológicas como o câncer. Estudos, claramente, caracterizam as relações de tumor de pulmão com a inalação do cádmio e mostram a possível participação deste metal tanto na iniciação quanto na progressão tumoral. Por outro lado, são raros os relatos da literatura envolvendo o mecanismo de ação do cádmio em tecido muscular, uma vez que já foi observado acúmulo desse metal em musculatura esquelética de animais. A administração do cloreto de cádmio, metal pesado designado como carcinogênico, em linhagem de células musculares esqueléticas C2C12 promoveu lesões consistentes com estresse oxidativo, observado pela diminuição da viabilidade celular, aumento da peroxidação de lipídios (conteúdo de malondialdeído) e conseqüente diminuição da enzima antioxidante glutationa transferase (GST). O estresse oxidativo, possivelmente, alterou a adesão celular e, conseqüentemente, houve retração dos miotúbulos, observada através de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura (Capítulo I- Trabalho publicado no periódico Free Radical Biology & Medicine, 2005). A atenuação das lesões promovidas pelo cloreto de cádmio em linhagem de células C2C12 foi verificada com o pré-tratamento com o sulfato de zinco antecedendo o tratamento com cloreto de cádmio. Os efeitos protetores foram observados através da preservação da viabilidade celular, da GST, e diminuição do conteúdo de malondialdeído. A ação protetora foi verificada, também, na maior preservação da adesão celular, principalmente, contra as maiores concentrações de cádmio (Capítulo II- Trabalho a ser submetido ao periódico Free Radical Biology & Medicine). Por outro lado, a exposição crônica de células tumorais, linhagem de adenocarcinoma de cólon MAC13, ao cloreto de cádmio promoveu alterações morfológicas associadas ao aumento da atividade mitocondrial, interferência quanto à atividade lisossomal e diminuição da viabilidade celular, principalmente, na maior concentração de cádmio, após 24hs de exposição (Capítulo III- Trabalho a ser submetido ao periódico International Journal of Cancer) Abstract: The heavy metals as cadmium are a toxic agent since it is extensively utilized in industry and can be amply distributed in environment. The cadmium is research focused as its pathological consequences in human exposure as it has been classified as carcinogenic agent. This fact is evident since the cadmium inhalation can be related to lung tumour and many studies show the possible participation of the cadmium on tumoral cells initiation and progression. However, few studies observed that cadmium can be accumulated in animal skeletal muscle cells and its action mechanisms are not completed known. The cadmium chloride exposure promoted oxidative stress and morphologic changes in C2C12 myotubes cell, in vitro, associated to decrease on cellular viability, high lipid peroxidation (increase on malondialdehyde content, MDA) and decrease on glutathione-S-transferase (GST) activity. The cadmium chloride produced chances on the cellular adhesion, integrity and retraction in C2C12 myotubes cells. These effects could be attenuated by zinc sulphate pre-treatment, which maintained the cellular viability, GST activity, reducing the MDA content. The zinc sulphate pre-treatment preserved the cellular adhesion, especially in high cadmium chloride concentration. Additionally, the tumoral cells (colon adenocarcinoma MAC 13) chronically exposed to cadmium chloride showed increase on the mitochondrial activity, and reduction on lysosomal and cellular viability, especially at high cadmium chloride concentration after 24h of treatment, probably indicating the tumoral cell changes Doutorado Biologia Celular Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Mario José Abdalla Saad Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Fatores ambientais e genéticos do hospedeiro interagem para controlar a microbiota intestinal, que pode ter um papel no desenvolvimento da obesidade e da resistência à insulina. Camundongos deficientes em TLR2, sob condições livres de microorganismos, estão protegidos da resistência à insulina induzida por dieta. Inibição aguda do TLR2 (4 dias de tratamento) com oligonucleotídeo antisense em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica leva a um aumento da sensibilidade e da sinalização da insulina em tecido adiposo e muscular. É possível que a presença da microbiota intestinal possa reverter o fenótipo de um animal, induzindo resistência à insulina em um animal geneticamente determinado a ter aumento da sensibilidade à insulina, tal como o camundongo deficiente para TLR2. No presente estudo, nós investigamos a influência da microbiota intestinal nos parâmetros metabólicos, tolerância à glicose, sensibilidade e sinalização da insulina em camundongos deficientes para TLR2. A microbiota intestinal foi investigada (por metagenômica), as características metabólicas e a sinalização da insulina em camundongos deficientes para TLR2 em um biotério convencional. Os resultados mostraram que a perda do TLR2 em camundongos de biotério convencional resulta em fenótipo semelhante ao da síndrome metabólica, caracterizado por diferenças na microbiota intestinal, com um aumento de três vezes na proporção de Firmicutes e um pequeno aumento na de Bacteroidetes, em comparação com os controles. Essas alterações na microbiota foram acompanhadas por um aumento na absorção de LPS, inflamação subclínica, resistência à insulina, intolerância à glicose e posterior obesidade. Essa seqüência de eventos foi reproduzida em camundongos do tipo selvagem por transplante de microbiota intestinal e revertida pelo tratamento com antibióticos. Em nível molecular, o mecanismo demonstrou-se único, com ativação do TLR4, associado com estresse de retículo endoplasmático e ativação da JNK, sem, porém, ativação da via IKK?-I?B-NF?B. Nossos resultados também mostraram que, em camundongos deficientes para TLR2, houve redução de células T regulatórias em tecido adiposo visceral, sugerindo que essa regulação pode contribuir para a resistência à insulina nesses animais. Nesse sentido, nossos resultados enfatizam o papel da microbiota na complexa rede de interações moleculares e celulares que ligam genótipo e fenótipo, e suas potenciais implicações em alterações humanas envolvendo obesidade, diabetes e outras doenças imunológicas Abstract: Environmental factors and host genetics interact to control the gut microbiota, which may have a role in the development of obesity and insulin resistance. TLR2 deficient mice, under germ-free conditions are protected from diet-induced insulin resistance. Diet-induced obese mice, acutely treated with TLR2 oligonucleotide antisense during 4 days showed increased insulin sensitivity and signaling in muscle and white adipose tissue. It is possible that the presence of gut microbiota could reverse the phenotype of an animal, inducing insulin resistance in an animal genetically determined to have increased insulin sensitivity, such as the TLR2 KO mice. In the present study, we investigated the influence of gut microbiota on metabolic parameters, glucose tolerance, insulin sensitivity and signaling of TLR2-deficient mice. We investigated the gut microbiota (by metagenomics), the metabolic characteristics and insulin signaling in TLR2 knockout (KO) mice in a non-germ free-facility. Results showed that the loss of TLR2 in conventionalized mice results in a phenotype reminiscent of metabolic syndrome, characterized by differences in the gut microbiota, with a 3-fold increase in Firmicutes and a slight increase in Bacteroidetes compared with controls. These changes in gut microbiota were accompanied by an increase in LPS absorption, subclinical inflammation, insulin resistance, glucose intolerance and, later, obesity. In addition, this sequence of events was reproduced in WT mice by microbiota transplantation and was also reversed by antibiotics. At molecular level the mechanism was unique with activation of TLR4, associated with ER stress and JNK activation, but no activation of the IKK?-I?B-NF?B pathway. Our data also showed that in TLR2 KO mice there was a reduction in regulatory T cell in visceral fat suggesting that this modulation may also contribute to the insulin resistance of these animals. Our results emphasize the role of microbiota in the complex network of molecular and cellular interactions that link genotype to phenotype and have potential implications for common human disorders involving obesity, diabetes and even other immunological disorders Doutorado Medicina Experimental Doutor em Ciências

Orientador: Antonio Carlos Boschero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Diabetes Mellitus (DM) é uma síndrome metabólica, de etiologia múltipla, caracterizada por hiperglicemia crônica, decorrente da falta de insulina, às vezes, associado à resistência dos tecidos periféricos a esse hormônio. O DM1 é caracterizado pela infiltração de macrófagos e linfócitos do tipo T-CD4+ e T-CD8+ no pâncreas, devido a uma falha do reconhecimento no sistema autoimune, que desencadeiam processos inflamatórios com liberação de óxido nítrico (NO), de radicais livres e de citocinas tais como: interleucina-1? (IL-1 ?) e Interferon- ? (IFN- ?). Essas citocinas pró-inflamatórias ativam mecanismos que levam a morte celular por apoptose, com perda da massa funcional das células beta. Esses mecanismos podem ser reproduzidos in-vitro pela exposição de células beta a essas citocinas ou à Aloxana. O CNTF é uma citocina de sobrevivência neuronal, e em células beta age sobre o controle glicêmico inibindo secreção de insulina e promovendo sobrevivência de ilhotas. A AMPK é uma proteína quinase que em células beta atua como um sensor do estado energético celular e, quando as concentrações intracelulares de ATP diminuem, a AMPK é ativada estimulando geração de ATP e inibindo o consumo desse nucleotídeo. Em ilhotas, a AMPK desempenha função importante na regulação da secreção de insulina sendo que a inibição de AMPK protege as células beta da apoptose mediada por citosinas (IL-1? e IFN-?) ou induzidas por células T do tipo CD8+ e CD4+. Diante do exposto, conclui-se que CNTF e AMPK desempenham funções importantes e correlatas nas células beta pancreáticas e, podem ser considerados alvos terapêuticos para o tratamento do DM tipo I. Contudo, a interação entre esses dois fatores (CNTF e AMPK) em células secretoras de insulina permanece desconhecida. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a possível papel da interação entre CNTF e AMPK na morte celular induzida pelos agentes diabetogênicos IL-1? e Aloxana. Nossos resultados indicaram que: A Aloxana e a IL-1? dependem da via da AMPK para induzir apoptose em células MIN6; O CNTF modula a via da AMPK em células MIN6 e ilhotas de camundongos Swiss neonato. O CNTF foi capaz de impedir a morte celular induzida por Aloxana e por IL-1? através da downregulation da via da AMPK em células MIN6. Abstract: Diabetes Mellitus (DM) is a metabolic syndrome of multiple etiologies, resulting from the lack of insulin sometime associated with an increase in the resistance to the hormone by insulin-target tissues. DM1 is characterized by the infiltration of macrophages and T-type CD4 + and T-CD8 + cells in the pancreas, due to a failure of the autoimmune system, causing inflammation and leading to the release of nitric oxide (NO), free radicals, and cytokines such as interleukin-1? (IL-1?) and interferon-? (IFN-?). These pro-inflammatory cytokines activate pro-apoptotic mechanisms, triggering beta cell death apoptosis, leading to a loss in functional beta cell mass. These mechanisms may be reproduced in vitro with exposure of beta cells to pro-inflammatory cytokines such as IL-1? or to Alloxan. The cytokine CNTF is a neuronal survival factor. Besides, CNTF modulates glycemia, inhibiting insulin secretion and promoting islet cells survival. AMPK is a protein kinase that acts on pancreatic beta cells as a sensor of the cellular energy state, and is activated when the cellular ATP concentrations decrease, stimulating ATP generation and inhibiting ATP consumption. In islets, AMPK plays an important role in regulating insulin secretion and inhibition of AMPK protects beta cells from apoptosis mediated by either cytokines (IL-1? and IFN-?) and/or induced T cell CD8 + and CD4 +. AIMS: Given that, both CNTF and AMPK play important role in beta cells and may be used as therapeutic targets for the treatment of DM1. However, the interaction between these two factors (CNTF and AMPK) in pancreatic beta cells remains unknown. Thus, the objective of this work was to investigate the relationship between interaction of AMPK and CNTF on pancreatic beta cell death, induced by Alloxan or IL-1?. Our results indicated that both Alloxan and IL-1? are dependent of AMPK pathway to induce apoptosis in MIN6 cells; CNTF inhibits AMPK pathway in MIN6 cells as well as in islets of newborn Swiss mice; CNTF prevents beta cell death, induced by Alloxan and IL-1?, through downregulation of AMPK pathway in MIN6 cells. Mestrado Fisiologia Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jose Barreto Campello Carvalheira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: A síndrome anorexia-caquexia é observada em cerca de 80% dos pacientes com câncer em estágio avançado e contribui diretamente para o aumento da morbidade e mortalidade desses pacientes. Postula-se que a patogênese da anorexia do câncer seja mediada por persistentes sinais anorexigênicos no hipotálamo, contribuindo com a redução da ingestão alimentar e do peso corporal. No presente estudo, demonstramos que as vias anorexigênicas mediadas pela insulina e pela leptina no hipotálamo estão hipersensíveis durante a anorexia induzida por tumor em roedores. Identificamos que a expressão proteína tirosina fosfatase 1B (PTP1B), proteína que modula negativamente a via de transmissão do sinal da insulina e da leptina, está significativamente reduzida no tecido hipotalâmico em diferentes modelos de anorexia induzida pelo câncer, contribuindo assim para o aumento dos sinais anorexigênicos mediados principalmente pela STAT-3. Evidenciamos que mediadores pró-inflamatórios clássicos, como a IL-1 b e o TNF-a, participam do controle da expressão e atividade da PTP1B em neurônios. Demonstramos que a infusão central do anticorpo anti-IL-1 b ou do inibidor específico do TNF-a, o Infliximab, restaurou a atividade da PTP1B, reduzindo a sensibilidade à insulina e à leptina, aumentando a ingestão alimentar, peso corporal e a sobrevida em animais com tumor. Inversamente, as injeções do recombinante da IL-1 b ou do TNF-a diretamente no terceiro ventrículo hipotalâmico foram capazes de suprimir a expressão PTP1B neuronal e aumentar a sensibilidade à insulina e à leptina em animais controle. Finalmente, a redução seletiva da expressão da PTP1B em áreas em torno do terceiro ventrículo hipotalâmico através do uso do oligonucleotídeo antisense contra a PTP1B (PTP1B ASO), provocou anorexia, perda de peso corporal severa e morte em ratos controle e ainda inibiu os efeitos do anticorpo anti-IL-1 b e do Infliximab em ratos com anorexia. Coletivamente, estes dados mostram que a PTP1B hipotalâmica é proteína chave para o controle da ingestão alimentar e do peso corporal em roedores e representa um potencial avo terapêutico para o tratamento da anorexia induzida pelo câncer Abstract: The anorexia-cachexia syndrome is observed in 80% of patients with advanced cancer and contributes directly to increased morbidity and mortality of these patients. It is postulated that the pathogenesis of cancer anorexia is mediated by persistent anorexigenic signs in the hypothalamus, contributing to the reduction of food intake and body weight. In this study, we demonstrated that the anorexigenic pathways mediated by insulin and leptin in the hypothalamus are hypersensitive during tumor-induced anorexia in rodents. We found that the expression protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B), a protein that negatively modulates the route of signal transmission of insulin and leptin, is significantly reduced in the hypothalamic tissue in different models of cancer-induced anorexia, contributing to the increase in anorexigenic signals mediated by STAT-3. We showed that classical pro-inflammatory cytokines, such IL-1b and TNF-a modulate PTP1B activity in neurons. We have shown that central infusion of, anti-IL-1b antibody or specific inhibitor of TNF-a, Infliximab, restored the PTP1B activity, reducing insulin and leptin sensitivity, increasing food intake, body weight and survival in tumor-bearing animals. Conversely, intracerebroventricular injections of recombinant IL-1b or TNF-a were able to suppress the PTP1B expression and increase the central insulin and leptin sensitivity in control animals. Finally, the selective reduction of PTP1B expression in areas around the third ventricle of the hypothalamus using the antisense oligonucleotide against PTP1B (PTP1B ASO), evoked anorexia, severe weight loss and death in control rats, in addition, PTP1B ASO blunted the effects of anti-IL-1b antibody or Infliximab in anorectic rats. Collectively, these data show that the hypothalamic PTP1B is key protein in the control of food intake and body weight in rodents and presents an attractive opportunity for the treatment of cancer-induced anorexia Doutorado Medicina Experimental Doutor em Fisiopatologia Médica

Orientador: Antonio Carlos Boschero Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Islet Neogenesis Associated Protein (INGAP) aumenta a massa das células ß e potencializa a secreção de insulina induzida por glicose. Neste projeto, estudamos os efeitos de um pentadecapeptídeo contendo a seqüência 104 a 118 de aminoácidos do INGAP (INGAP-PP) sobre a expressão de genes das células insulares, expressão e fosforilação de componentes das vias PI3K e MAPK, sinalização colinérgica, bem como secreções dinâmica e estática de insulina, em ilhotas isoladas de ratos neonatos. Ilhotas cultivadas com INGAP-PP por 4 dias secretaram significativamente mais insulina em resposta a glicose, comparado às ilhotas controle. Análise do padrão da expressão, por macroarray, de ilhotas cultivadas com INGAP-PP, mostrou que de 2.352 genes fixados na membrana de nylon 210 apresentaram expressão aumentada e apenas 4 diminuída. Dentre os genes modulados positivamente pelo INGAP-PP vários estão relacionados com o metabolismo das células insulares, mecanismo de secreção de insulina, crescimento, maturação, manutenção da massa celular e exocitose. Exposição aguda de ilhotas neonatais ao INGAP-PP aumentou significativamente a fosforilação de Akt-Ser473 e ERK1/2-Thr202/Tyr204 bem como a secreção dinâmica de insulina frente a 2 e 20 mM de glicose. Ilhotas tratadas durante 4 dias com INGAP-PP também apresentaram aumento da expressão do receptor muscarínico M3 e da PLC-ß2. Essas ilhotas, quando expostas agudamente ao Cch tiveram fosforilação de P70S6K-Thr389 e ERK1/2 aumentada. Ainda, essas ilhotas secretaram mais insulina frente a estímulo colinérgico, comparado às ilhotas controle. Nossos resultados mostram que o INGAP-PP aumenta a secreção de insulina, a transcrição de vários genes importantes para a funcionalidade do pâncreas endócrino e a fosforilação de proteínas envolvidas nas vias PI3K e MAPK. O aumento da secreção de insulina bem como fosforilação de P70S6K e ERK1/2 pelo Cch sugere participação também da via colinérgica nos efeitos mediados pelo INGAP-PP. Abstract: The Islet Neogenesis Associated Protein (INGAP) increases pancreatic ß-cell mass and potentiates glucose-induced insulin secretion. Here, we have studied the effects of the pentadecapeptide having the 104-118 amino acid sequence of INGAP (INGAP-PP) on the expression of genes related to the pancreatic islets, the expression and phosphorylation of components of the PI3K and MAPK pathways, the cholinergic signaling, and static and dynamic insulin secretion in neonatal rat islet. Islets cultured with INGAP-PP released significantly more insulin in response to glucose than controls. The macroarray analysis showed that 210 out of 2,352 genes, spotted in the nylon membranes, were up- ,regulated while only 4 were down-regulated by INGAP-PP-treatment. The main categories of genes modulated by INGAP-PP 4-days cultured islet include several genes related with islet metabolism, insulin secretion mechanism, growth, maturation, maintenance of islet-cell mass, and exocytosis. Shortterm exposure of neonatal islets to INGAP-PP significantly increased Akt-Ser473 and ERK1/2-Thr202/Tyr204 phosphorylation as well as insulin secretion from islets perifused with 2 and 20 mM glucose. Four-days cultured islets with INGAP-PP also showed increased expression of M3 receptor subtype and PLC-ß2 proteins. In addition, brief exposure of INGAP-PP-treated islets to Cch significantly increased P70S6KThr389 and ERK1/2 phosphorylation and these islets released more insulin when challenged with Cch. In conclusion, these data show that INGAP-PP enhances insulin secretion and transcription of several islet genes, and also increases the expression and phosphorylation of proteins involved in PI3K and MAPK pathways. The increased insulin secretion in response to Cch as well as P70S6K and ERK1/2 proteins phosphorylation, also suggest the participation of the cholinergic pathway in INGAP-PP mediated effects. Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: A resistência seletiva à insulina através da via IRS/PI3-K/Akt/eNOS associada à ativação normal ou exacerbada da via de crescimento MAPK tem sido proposta como um possível elo entre situações de resistência à insulina e doença cardiovascular. Inicialmente demonstramos que animais com resistência à insulina e doença cardiovascular (o rato espontaneamente hipertenso, SHR) apresentam menor ativação da via IRS/PI3-K/Akt/eNOS e hiperativação/hiperexpressão da via da MAPK na aorta torácica, enquanto a ativação normal da via IRS/PI3-K/Akt/eNOS pode proteger o animal obeso, resistente à insulina e que não apresenta doença cardiovascular. Posteriormente, outras vias estimulatórias do crescimento celular, como a via JAK/STAT, foram estudadas no vaso de outro modelo animal de resistência à insulina e doença cardiovascular - o rato com obesidade induzida por dieta. Este modelo demonstrou que a redução da ativação da via PI3-K/Akt/eNOS ocorre em paralelo à hiperativação das vias da MAPK e JAK/STAT, e isso pode desempenhar função importante da patogênese da doença cardiovascular neste estado patológico. Em outro estudo foi demonstrado pela primeira vez que a acetilcolina pode ativar a eNOS de maneira cálcio-independente, através da via IRS/PI3-K/Akt utilizando para isso uma tirosina quinase intracelular, a JAK2. Em ratos com obesidade induzida por dieta, resistentes à insulina e com disfunção endotelial, foi demonstrado que há resistência na via da PI3-K/Akt/eNOS tanto em resposta à insulina quanto à acetilcolina, em decorrência de maior fosforilação inibitória do IRS-1 e da redução dos níveis teciduais da eNOS. Assim, o desequilíbrio entre a ativação reduzida da via IRS/PI3-K/Akt/eNOS e a maior ativação das vias de crescimento (MAPK e JAK/STAT) pode contribuir para o desenvolvimento de doença cardiovascular em estados de resistência à insulina Abstract: The actions of acetylcholine on endothelium are mainly mediated through muscarinic receptors, which are members of the G protein-coupled receptor family. In the present study we show that acetylcholine induces rapid tyrosine phosphorylation and activation of Janus kinase 2 (JAK2) in rat aorta. Upon JAK2 activation, tyrosine phosphorylation of insulin receptor substrate-1 (IRS-1) is detected. In addition, acetylcholine induces JAK2/IRS-1 and IRS-1/phosphatidylinositol (PI) 3-kinase associations, downstream activation of Akt/protein kinase B, endothelial cell-nitric oxide synthase (eNOS), and extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2). The pharmacological blockade of JAK2 or PI 3-kinase reduced acetylcholine-stimulated eNOS phosphorylation, NOS activity and aorta relaxation. These data indicate a new signal transduction pathway for IRS-1/PI 3- kinase/Akt/eNOS activation and ERK1/2 by means of JAK2 tyrosine phosphorylation stimulated by acetylcholine in vessels. Moreover, we demonstrate that, in aorta of obese rats (high-fat diet), there is an impairment in insulin- and acetylcholinestimulated IRS-1/PI 3-kinase pathway, leading to reduced activation with lower protein levels of eNOS associated with a hyperactivated ERK/MAP kinase pathway. These results suggest that in aorta of obese rats, there is not only insulin resistance, but also acetylcholine resistance, probably mediated by a common signaling pathway that controls the activity and the protein levels of eNOS Doutorado Medicina Experimental Doutor em Fisiopatologia Médica

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: A proteína tirosina fosfatase (PTP1B) tem sido implicada na regulação negativa da sinalização da insulina e leptina. Camundongos knockout para PTP1B são mais sensíveis à insulina e leptina e resistentes à obesidade quando alimentados com uma dieta rica em gordura. Investigamos também a função da PTP1B hipotalâmica na regulação da ingestão alimentar ações da insulina e leptina e sinalização em ratos através de um seletivo decréscimo na expressão da PTP1B. Geramos uma redução seletiva e transiente redução da PTP1B através da infusão de um oligonucleotídeo antisense, para bloquear a expressão da PTPT1B em áreas hipotalâmicas de ratos ao redor do terceiro ventrículo, em ratos-controle e obesos. A diminuição seletiva da PTP1B hipotalâmica resultou em diminuição da ingestão alimentar, redução do peso corporal, da adiposidade, dos níveis de leptina após uma alimentação rica em gordura. Ainda melhorou a ação e sinalização da leptina e insulina no hipotálamo e também a ação da insulina em fígado e músculo. Nossos resultados mostram que a redução da PTPT1B hipotalâmica pode ser suficiente para promover redução apreciável do peso corporal, melhora na sensibilidade e sinalização da insulina e leptina e na homeostase da glicose em ratos DIO Abstract: Protein tyrosine phosphatase (PTP1B) has been implicated in the negative regulation of insulin and leptin signaling. PTP1B knockout mice are hypersensitive to insulin and leptin and resistant to obesity when fed a high-fat diet. We investigated the role of hypothalamic PTP1B in the regulation of food intake, insulin and leptin actions and signaling in rats through selective decreases in PTP1B expression in discrete hypothalamic nuclei. We generated a selective, transient reduction in PTP1B by infusion of an antisense oligonucleotide designed to blunt the expression of PTP1B in rat hypothalamic areas surrounding the third ventricle, in control and obese rats. The selective decrease in hypothalamic PTP1B resulted in decreased food intake, reduced body weight, reduced adiposity and reduced leptin levels after high-fat feeding, improved leptin and insulin action and signaling in hypothalamus and also in insulin action in liver and muscle. Our results show that hypothalamic PTP1B reduction should be sufficient to promote appreciable weight reduction and improve insulin and leptin sensitivity and signaling and glucose homeostasis in DIO rats Doutorado Clínica Médica Doutor em Clínica Médica

Orientador: Hernandes Faustino de Carvalho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A próstata é uma glândula acessória do trato reprodutor masculino. Muitos são os fatores envolvidos no carcinogênese prostática. Os nutricionais são usualmente associados com a etiopatogenia do câncer de próstata, sendo que os ácidos graxos estão entre os mais importantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos ácidos graxos presentes na dieta sobre o crescimento da próstata ventral de ratos, sobre a organização do tecido e sobre a expressão do receptor de andrógeno (AR) e do receptor dos ativadores da proliferação dos peroxissomos ? (PPAR?). Ratos Wistar machos foram utilizados, divididos em 5 grupos que receberam dietas isocalóricas por 10 semanas após o desmame. O grupo I foi tratado com dieta cuja porção lipídica continha óleo de soja. O grupo II recebeu óleo de soja e óleo de linhaça (1:1). O grupo III foi alimentado com óleo de linhaça. O grupo IV teve na dieta óleo de soja e banha de porco (1:1). O grupo V foi tratado com banha de porco. Ao fim do tratamento, as próstatas foram removidas e processadas para imunohistoquímica ou congeladas para análises bioquímicas. Os níveis circulantes de testosterona e do estradiol foram medidos. Os ensaios demonstraram que a banha de porco e o óleo de linhaça causaram efeitos opostos em relação ao crescimento prostático. Enquanto o primeiro promoveu um aumento no peso prostático, o outro causou uma significativa diminuição no órgão. A análise histológica revelou nítida hiperplasia epitelial, que foi confirmada pela análise estereológica, em resposta ao tratamento com dieta contendo apenas banha de porco como componente lipídico. Esta estrutura epitelial está associada a um aumento na taxa de proliferação epitelial, como demonstrado pela quantificação de células em proliferação, com o uso do antígeno Ki67. Experimentos de imunohistoquímica e Western blotting demonstraram um aumento na expressão de AR e PPAR? nos grupos que receberam banha de porco na dieta, enquanto o óleo de linhaça (contido) promoveu uma diminuição nos níveis de ambas as proteínas nucleares. Estes resultados sugerem que o crescimento prostático é influenciado por ácidos graxos presentes na dieta, e que esta influência pode ocorrer através de um aumento da expressão de AR e de PPAR?. Estes dados sugerem que PPAR? pode representar o elo de ligação entre a dieta e a predisposição ao câncer do próstata, sendo que a expressão e a função do AR podem ser alvos de regulação pelo PPAR?. Como os níveis circulantes de testosterona mostraram-se alterados é também possível que as alterações prostáticas sejam secundárias aos efeitos sistêmicos da dieta Abstract: The prostate is an accessory gland of the male reproductive tract. Many factors are involved in prostate carcinogenesis. Nutritional factors are usually associated with the etiopathogenesis of the prostate cancer and fatty acids are among the most important ones. The objective of this work was to evaluate the effect of dietary fatty acid on the rat ventral prostate growth, tissue organization, and expression of androgen receptor (AR) and peroxisome proliferation-activator receptor ? (PPAR?). Male Wistar rats were used and divided in 5 groups that received isocaloric diets for 10 weeks after weaning. Group I was treated with soybean oil. Group II received soybean oil and linseed oil (1:1). Group III was fed on linseed oil. Group IV had soybean oil and rendered pork fat (1:1). Group V was treated with rendered pork fat. At the end of treatment, the prostates were removed and processed for immunohistochemistry or frozen for biochemical analyses. Circulating levels of testosterone and estradiol were measured. Experiments demonstrated that lard and linseed oil caused opposite effects on prostatic growth. While the former promoted an increase in prostatic weight, the latter resulted in a significantly lighter organ. Epithelial hyperplasia was observed by histological inspection and confirmed by stereology as the major tissue response to the rendered pork fat diet. This aspect was associated with higher proliferative rates as demonstrated by counting proliferating cell expressing the KI-67 antigen. Immunohistochemistry and Western blotting demonstrated increased expression of AR and PPAR? in groups receiving lard as the source of fatty acids, while linseed oil promotes a decrease on the protein levels of both nuclear receptors. These results suggest that prostate growth is influenced by dietary fatty acids and that this influence might occur via enhanced expression of PPAR? and AR. One suggests that PPAR? might represent the link between diet and predisposition to prostate cancer and that AR expression and function could be targeted by PPAR? activation. Since the levels of circulating testosterone were altered it is also possible that prostatic changes are secondary to systemic effects of the diet Mestrado Histologia Mestre em Biologia Celular e Estrutural

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

Orientador: Antonio Carlos Boschero Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Prolactina induz a maturação da resposta secretória das células B pancreáticas em ilhotas de ratos neonatos in vitro. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar se a maturação na resposta a glicose, induzida pela prolactina, está associada a alterações na expressão, associação e fosforilação de proteínas envolvidas na mobilização e extrusão dos grânulos de insulina. Para isso, ilhotas pancreáticas de ratos neonatos foram cultivadas por cinco dias em presença de prolactina e após extração do RNA e proteína total foram realizados RT-PCR e western blot. Observamos aumento na expressão gênica e protéica da MAP-2 e cinesina em ilhotas cultivadas com prolactina. Analisamos também a associação e fosforilação através de imunoprecipitação seguido de western blot de proteínas SNARE e MAP-2/cinesina em ilhotas estimuladas agudamente (20 min) com prolactina. Prolactina aumentou a associação entre proteínas SNARE e MAP-2/cinesina e reduziu a ligação entre sintaxina IA/munc-I8. Fosforilação em resíduos serina das proteínas SNAP-25, sintaxina IA, munc-I8 e MAP-2 encontravam-se aumentadas enquanto que da cinesina foi diminuída, em ilhotas estimuladas com prolactina. Ainda, foi observado aumento na formação do complexo SNARE em ilhotas agudamente estimuladas com prolactina, 22 mM de glicose, 40 de mM K+, 200 J.lMde carbacol e I J.lMde PMA (ativador da PKC). A inibição da via da MAP cinase, por PD098059, bloqueou a formação do complexo SNARE e fosforilação da sintaxina induzida por prolactina. Desta forma, podemos concluir que prolactina auxilia na maturação das células B por aumentar a expressão, fosforilação e associação de proteínas que compõem a maquinaria de extrusão dos grânulos de insulina, provavelmente via MAP cinase/PKC Abstract: Prolactin induces maturation of insulin secretion in cultured neonatal rat islets. In this study, we investigated whether the improved secretory response to glucose caused by prolactin involves alteration in the expression, association and phosphorylation of several proteins that participate in these processes. Messenger RNA was extracted from neonatal rat islets cultured for five days in the presence of prolactin and reverse transcribed. Gene expression was analyzed by semi-quantitative RT-PCR and by western blotting for proteins. The gene transcription and protein expression of kinesin and MAP-2 were increased in prolactin-treated islets compared to the controls. The association and phosphorylation of proteins was analyzed by immunoprecipitation followed by western blotting, after acute exposure to prolactin. Prolactin increased the association between SNARE proteins and kinesin/MAP-2 while the association of munc-I8/syntaxin IA was decreased. Serine phosphorylation of SNAP-25, syntaxin IA, munc-18, MAP-2 was significantly higher whereas kinesin phosphorylation was decreased in prolactintreated islets. There was an increase in SNARE complex formation in islets stimulated with prolactin, 22 mM glucose, 40 mM K+, 200 f.lMcarbachol and 1 f.lMPMA (pKC activator). The prolactin-induced increase in the formation of SNARE complex and syntaxin IA phosphorylation was inhibited by PD098059, a blocker of the MAPK pathway. These findings indicate that prolactin primes pancreatic B-cells to release insulin by increasing the expression and phosphorylation/association of proteins implicated in the secretory machinery, probably via the MAPKlPKC pathway Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Myocardial hypertrophy is one of the major responses to hemodynamic overload imposed by arterial hypertension. This elicits several histological and physiological alterations that affect the performance of the cardiac muscle as a whole. However, little is known about the molecular basis of the process, mainly because its multifactorial and polygenic trait. In this study, the DNA microarrays technique was adopted to identify genes directly involved in the establishment of myocardial hypertrophy. The experiments were based on the production of microarrays from 2304 clones of unknown identity derived from a non-normalized rat heart library. The microarrays were hybridized against cDNA targets synthesized after samples collect at short intervals (1, 3, 6, 12 and 48 hours) following hypertrophy induction by aorta constriction in rats (Rattus norvegicus). The results had confirmed the great potential of microarray technique for identification of differentially expressed genes in response to arterial hypertension, identifying the genes a-MHC, b-MHC and cardiac a-actin, previously described as involved in the process. More interesting, the gene of synaptopodin-2, protein associated with actin cytoskeleton and involved in stress fiber formation in response to mechanical stimuli in podocytes, and the gene of a precursor protein of amyloid beta A4, which is important because of its interaction with a protein that promotes the aggregation of components of MAPK (mitogen-activated protein kinase) cascade in a functional signaling module, were also identified. However, we concluded that it will be essential to utilize normalized libraries to reduce the redundancy of the selected genes, increasing the possibility to find novel genes Abstract: A hipertrofia do miocárdio é uma das principais respostas à sobrecarga hemodinâmica imposta ao coração em um quadro de hipertensão arterial, gerando diversas modificações histofisiológicas que afetam o desempenho do músculo cardíaco como um todo. Entretanto, pouco se sabe sobre a base molecular deste processo, uma vez que esta fisiopatologia possui um caráter poligênico e multicausal. O presente estudo utilizou a técnica de microarranjos de DNA para tentar identificar genes diretamente envolvidos no estabelecimento da hipertrofia cardíaca. Os experimentos basearam-se na produção de microarranjos a partir de 2304 fragmentos de DNA de seqüência desconhecida, provenientes de uma biblioteca não normalizada de ESTs (expressed sequence tags) de coração controle de rato. Esses microarranjos foram hibridados contra amostras de cDNAs sintetizadas a partir do mRNA coletado a intervalos curtos de tempo (1, 3, 6, 12 e 48 horas) após a indução de hipertrofia em ratos (Rattus norvegicus). Os resultados demonstraram que a técnica tem grande potencial para a identificação de genes diferencialmente expressos em resposta à hipertensão cardiovascular, tendo sido identificados os genes a-MHC, _bMHC e a-actina cardíaca, previamente descritos como envolvidos neste processo, bem como os genes da sinaptopodina-2, proteína associada à actina e envolvida na formação de fibras de estresse em resposta à estímulo mecânico em podócitos, não descrito anteriormente como expresso neste tecido, e da proteína precursora de amilóide beta A4, importante porque atua sobre uma proteína que promove a agregação de componentes da cascata das MAPKs (mitogen activated protein kinase) para formar um módulo sinalizatório funcional. Entretanto, observou-se que será essencial usar bibliotecas normalizadas para reduzir a redundância dos genes selecionados e aumentar a possibilidade de encontrar genes novos Mestrado Bioquímica Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Licio Augusto Velloso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: A exposição de animais homeotérmicos ao mo é utilizada como um método reprodutível para se obter um modelo animal de hipoinsulinemiaacompanhada por elevada mobilização periférica de glicose. No presente estudo, avaliaram-se as etapas iniciais e intermediárias da via de sinalização da insulina em tecidos periféricos de ratos expostos ao mo. Avaliou-se ainda, a comunicação intracelular entre o receptor (33-adrenérgicoe as vias de sinalização da insulina em tecido adiposo marrom de ratos expostos ao mo e tratados, ou não, com compostos agonista ou antagonista (33-adrenérgicos.A exposição de ratos ao mo promoveu a redução da secreção de insulina, acompanhada de um elevado clearance de glicose e maior captação de glicose por tecido muscular esquelético, adiposo branco e adiposo marrom. Tais fenômenos foram acompanhados por inibição da ativação da maior parte dos componentes da via de sinalização da insulina em tecido muscular esquelético e adiposo branco; por estimulação da maior parte dos componentes da via de sinalização da insulina em tecido adiposo marrom; e por efeitos variados (estímulo, inibição e não-modulação) de componentes da via de sinalização da insulina em figado. Por fim, este estudo demonstrou que a exposição ao mo ativa a sinalização (33-adrenérgicaem tecido adiposo marrom. Tal ativação leva à modulação da atividade de vários componentes da via de sinalização da insulina neste tecido. Entretanto, fatores independentes da sinalização (33-adrenérgica parecem contribuir para a complexa regulação do sinal da insulina obseIVada em tecido adiposo marrom de ratos expostos ao mo. Em conclusão, o presente estudo revelou alguns dos intrincados mecanismos pelos quais a exposição ao mo controla a atividade da insulina em animais homeotérmicos, podendo favorecer a identificação de potenciais alvos para a ação terapêutica em doenças onde a resistência à insulina desempenha papel central Abstract: Cold exposure provides a reproducible model of improved glucose turnover accompanied by reduced blood levels of insulin. In the present study, the initial and intermediate steps of the insulin-signaling pathway in peripheral tissues of rats exposed to cold environment were evaluated. Also, the intracellular connection between insulin and ~3-adrenergic signaling in brown adipose tissue of cold exposed rats treated, or not, with ~3-adrenergic agonist or antagonist compounds were evaluated. During cold exposure, insulin secretion was significantly impaired, while whole body glucose clearance rates were significantly improved. This was accompanied by an increased glucose uptake by skeletal muscle, white adipose tissue and brown adipose tissue. These phenomena were paralleled by an apparent molecular resistance to insulin in skeletal muscle and white adipose tissue; by improved molecular response to insulin in brown adipose tissue; and by ambiguous effects (stimulation, inhibition and not modulation) of regulation of the insulin-signaling pathway in liver. Finally, cold exposure activated the ~3-adrenergic signaling in brown adipose tissue. It leads to modulation of activity of several components of the insulin signal transduction pathway in this tissue. However, ~3-adrenergic receptor independent mechanisms seem to contribute to the complex regulation of the insulin signaling observed in brown adipose tissue of rats exposed to cold. In conclusion, the present study revealed some of the complex mechanisms that participate in the cold-exposure-induced control of the insulin action in homeothermic animals. These results may favour the identification of novel potential targets for therapeutics in diabetes and related disorders Doutorado Medicina Experimental Doutor em Fisiopatologia Médica

Orientador: Antonio Carlos Boschero Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A regulação da secreção de insulina em resposta à alimentação é determinada pela ação direta de nutrientes sobre as células B pancreáticas e pelos efeitos indiretos mediados pela ativação hormonal e neural. Sabe-se que 5()o,Io da insulina secretada no período pós-prandial imediato depende da estimulação colinérgica e que no diabetes tipo 2, a fase rápida da secreção de insulina é a primeira a desaparecer. llhotas de ratos desnutridos também apresentam perfil de secreção de insulina sem o padrão bifãsico. Sabe-se que a regulação da secreção de insulina estimulada por glicose pode ser modulada pelas vias que envolvem a ativação das proteínas quinas e C e A (pKC e PKA). Assim, o presente trabalho teve como objetivo estudar a participação das proteínas PKA e PKC na modulação do processo secretório de insulina em ilhotas isoladas de ratos submetidos à restrição protéica. Os animais foram divididos em dois grupos experimentais, um grupo controle tratado com dieta normoprotéica (NP) (17%) e outro grupo desnutrido tratado com dieta hipoprotéica (LP) (6%). Após dois meses de desnutrição os animais foram sacrificados para o início dos experimentos. llhotas isoladas do pâncreas destes animais foram utilizadas para protocolos de secreção estática e dinâmica de insulina, imunohistoquímica para as enzimas PKA e PKC e análise da expressão gênica para as proteínas em questão. Nossos resultados demonstraram que a dieta LP reduziu a massa corpórea e a albuminemia dos animais. O grupo de animais submetidos a dieta LP mostrou níveis !elevados de ácidos graxos livres no plasma e redução dos níveis de proteínas totais em relação ao grupo NP, caracterizando o quadro de desnutrição. A insulinemia no período alimentado apresentou-se reduzida nos animais LP e a glicemia mantida, sugerindo uma maior sensibilidade dos animais LP ao hormônio insulina.. A resposta secretória de insulina pelas ilhotas LP foi menor que a resposta das ilhotas NP, quando estimuladas com o forbol éster (PMA), um potente estimulador da PKC e Forskolin, um potente estimulador da PKA .Quando ilhotas foram estimuladas com PMA (400 11M) o aumento da secreção de insulina foi significativamente maior no grupo NP quando comparado ao grupo LP. A técnica de imunohistoquímica, revelou uma diminuição na quantidade das enzimas PKA e PKC, estes resultados foram confirmados utilizando-se a técnica de Westem Blotting, onde foram encontrados níveis reduzidos da PKC e PKA em aproximadamente 30% no grupo LP (p

Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A compreensão das informações geradas pelos diversos Projetos Genoma já totalizados ou em andamento constitui-se em uma ferramenta essencial à pesquisa em biologia molecular. A identificação de genes diferencialmente expressos em estágios distintos de uma dada doença, por exemplo, constituirá um enorme avanço na determinação de sua fisiopatologia, fornecendo marcadores moleculares para seu prognóstico e possíveis alvos para a intervenção do processo. Dentre as moléstias humanas, o câncer constitui-se em um dos principais alvos de pesquisa em biologia molecular e clínica médica, basicamente porque envolve um quadro de reprogramação celular complexo e ainda pouco compreendido. Entre os vários tipos de cânceres, a leucemia linfóide aguda é bastante prevalente no Brasil, classificando-a como 8° lugar em número de casos e óbitos decorrentes. Buscando compreender as bases moleculares do câncer, o Projeto Genoma Humano do Câncer (LICR/ FAPESP) se destacou por ter gerado milhares de seqüências codantes do DNA de tecidos humanos normais e tumorais, possibilitando a descoberta de novos genes relacionados aos processos carcinogênicos. Assim, o presente estudo utilizou fragmentos produzidos durante o Projeto Genoma Humano do Câncer para investigar o perfil de expressão gênica em leucemias linfóides agudas através da técnica de microarranjos de DNA. Foram identificados como diferencialmente expressos os genes IgK VLJ (¿immunoglobulin kappa light chain VLJ region¿) e TPT1 (¿Tumor Protein , translationally-controlled 1¿), cuja expressão foi confirmada por ensaios de Northern blot Abstract: The comprehension of data generated by many finished or in progress Genome Projects will provide essential informations to molecular biology research. The identification of differentially expressed genes in distinct stages of any given disease, for example, will permit an enormous advance in the determination of its physiopathology, identifying molecular markers for its prognostic and possible targets for the intervention of the process. Among human diseases, cancer consists in one of the main subjects of research in clinical and molecular biology, basically because involves a complex and poorly understood process of cellular reprogramming. Among the cancer subtypes, acute lymphoblastic leukemia is prevalent in Brazil, ranked in 8th position in number of clinical cases and decorrent deaths. Attempting to increase the understanding of cancer molecular bases, Human Cancer Genome Project (LICR/ FAPESP) had detached by generation of thousand of expressed sequences of normal and tumoral human tissues, increasing the possibility of discovery of novel genes related to carcinogenic processes. Thus, the present work employed the Human Cancer Genome Project fragments to investigate the global gene expression profile in acute lymphoblastic leukemia by DNA microarrays technique. It was identified the genes of IgK VLJ (imunoglobulina kappa light chain VLJ region) e TPT1 (Tumor Protein, ananslationally-controlled 1), which differential expression was confirmed by Northern blot assays Mestrado Bioquímica Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os microorganismos comumente usados na fermentação alcoólica são as leveduras, fundamentalmente a espécie Saccharomyces cerevisiae. Linhagens destas leveduras são utilizadas na produção de álcool para ser empregado como carburante em automóveis e para uso industrial na produção de perfumes e outros cosméticos, além de diversas bebidas fermentadas como cerveja vinho e destilados como cachaça. O álcool carburante tem grande importância para o Brasil, sendo produzido um volume de aproximadamente 170 bilhões de litros/ano. Em sua produção, o processo de centrifugação é o passo mais dispendioso e consome grande parte da energia utilizada pela usina. Na indústria vinícola e nas destilarias de produção de cachaça o passo crucial para a qualidade do vinho é o de decantação de leveduras, sendo que um tempo muito longo causa variações indesejáveis ao sabor pela liberação de compostos secundários das leveduras que permanecem em suspensão. Neste trabalho foi desenvolvido um protótipo com linhagens de levedura para torná-Ias floculantes condicionais. O gene FL05 foi colocado sob o controle de promotores reprimíveis por glicose e esta construção foi usada para transformar linhagens de laboratório. Desta maneira as células se tornaram capazes de se separar do meio de cultura por sedimentação após a exaustão do açúcar. Esta é uma tecnologia promissora que visa substituir a centrifugação na produção de etanol carburante e melhorar a qualidade das bebidas produzidas com base em fermentação. Este processo foi objeto de uma patente depositada no INPI sob o nº0001122 e negociado com a empresa GeneSearch, sendo uma das 7 patentes já negociadas na história da UNICAMP Abstract: The most common microorganisms used in alcohol fermentation are yeast, especially of the Saccharomyces cerevisiae species. Strains of this yeast are used in fuel ethanol production, for industrial use and in production of many kinds of beverages such as wine, beer and sugar cane spirits (Brazilian cachaça). Ethanol fuel has a great importance in Brazil, being produced in a volume of 170 billions of liters per year. During production, the centrifugation process is the most expensive step and consumes a significant amount of the energy employed in this industry. In the wine industry and distilleries, the crucial step for the quality of the wine and sugar cane spirits resides in the yeast decantation. Longer decantation times cause undesirable variations in the flavor due to the release of secondary yeast metabolites, which remain in suspension. In this stufdy, we developed a prototype of conditional flocculent yeast. The FLO5 gene was placed under the control of glucose repressible promoters in plasmids, which were used to transform laboratory strains. Cells were then able to separate from the bulk medium by sedimentation after sugar exhaustion. This proved to be a promising technology for the substitution of centrifugation in industrial plants. Our process has been registered for patent receipt in the INPI under the number 0001122 and negotiated with the GeneSearch company, being one of just 7 patents negotiated in the history of UNICAMP Doutorado Bioquímica Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschero Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Durante a prenhez, as ilhotas de Langerhans dos mamíferos passam por modificações estruturais e funcionais em resposta a uma demanda maior de insulina. Essas modificações são orquestradas por diferentes hormônios, incluindo GIl, lactogênios placentários e prolactina (pRL). Muitas das alterações observadas durante a prenhez podem ser reproduzidas in vitro, especialmente se forem usadas ilhotas de Langerhans de neonatos como modelo biológico. O tratamento prolongado de ilhotas de ratos neonatos in vitro com prolactina (pRL) aumenta a síntese de insulina, a expressão do GLUT2, a atividade da glicoquinase, o metabolismo da glicose, a formação de ATP, a atividade iônica (representada por maior habilidade da glicose em reter K+ e Ca2+ pelas células insulares) e, finalmente, a secreção de insulina. Desta forma, considerando a ação pleiotrófica da PRL sobre as ilhotas pancreáticas e levando-se em conta que os efeitos da PRL nos tecidos se manifestam predominantemente através da via JAK2/STATs, este trabalho visou estudar outras possíveis vias de estimulação da PRL em ilhotas isoladas de ratos neonatos e de ratas prenhes. Além disso, diante da importância da insulina na manutenção da massa e funcionalidade das células f3 pancreáticas, buscou-se a existência de um possível cross-talk entre as vias de sinalização desses dois hormônios. O tratamento de ilhotas de ratos neonatos com PRL por 7 dias potencializou a secreção de insulina induzida por glicose, sendo este efeito abolido pela wortmannin, um bloqueador da PI 3 quinase. O tratamento com PRL também reduziu a apoptose em ilhotas de ratos neonatos. Este efeito foi acompanhado por aumento da fosforilação da Bad em serina 112 e foi abolido pela wortmannin. O tratamento com PRL não alterou a expressão do mRNA de proteínas apoptóticas tais como Bax, Bad, Bcl-XL. A exemplo do observado para a insulina, a exposição de ilhotas de ratos neonatos à PRL por 5 e 15 mino aumentou, de maneira dose-dependente, a fosforilação do IRS 1/2, a associação destes com a PI 3-quinase e a atividade desta enzima. Contudo, esses efeitos não foram aditivos aos da insulina. A PRL também estimulou a fosforilação da JAK2, SHC e ERK1/2 em ilhotas de neonatos. Em ilhotas isoladas de ratas prenhes (15°-18° dias de prenhez) houve aumento da fosforilação em tiro sina do IRS 1/2, SHC e ERK, em serina da AKT e em serina-treonina da p70 S6-quinase, quando comparado a ilhotas de ratas-controle. A administração nas ratas prenhes de oligonucleotídeo antisense (mas não do sense) para o receptor de PRL (pRLR) reduziu a expressão do PRLR no útero e nas ilhotas, a fosforilação em tiro sina de proteínas insulares com peso molecular entre 250-160, 160-105 e 105-75 kDa, a fosforilação da p70 S6 quinase e, finalmente, a secreção de insulina. Concluindo, esses resultados indicam que a PRL pode estimular as vias da PI 3-quinase e da MAPK em ilhotas de ratos neonatos e que essas vias estão mais ativas nas ilhotas de ratas prenhes. O fato de a PRL ter induzido fosforilação da Bad serina 112, um substrato da via da MAPK, e este efeito ter sido abolido pela wortmannin, sugere a existência de um possível cross-talk entre as cascatas da PI 3-quinase e da MAPK em ilhotas de ratos neonatos Abstract: During pregnancy, panereatie islets undergo a number of structural and functional changes in response to an increased demand for insulin. These changes are orchestrated by several hormones including GH, plaeental lactogens, and prolactin (pRL). Many ofthe alterations observed during pregnancy ean be reproduced in vitro, especially if one uses neonatal islets as a model. The treatment of neonatal islets with PRL inereases: insulin synthesis, GLUT2 expression, glueokinase activity, glucose metabolism, eAMP metabolism, ATP produetion, ionic activity (represented by higher ability of the glueose in retaining K+ and Ca2+ inside the islet eells), and finally insulin secretion. Thus, taking into aeeount the pleiotropie effects of PRL on panereatie islets and reconsidering that PRL acts mainly via the JAK2/STATs pathways in most of the target tissues, we have studied here if PRL stimulates also the PI 3 kinase and MAPK pathways in islets ITom neonatal and ITom pregnant rats. Sinee insulin is important for the maintenance of the mass and functionality of adult islets, we have also analyzed a possible eross-talk between the signaling pathways of these two hormones. PRL signifieantly potentiated glueose-induced insulin secretion in islets cultured for 7 days. This effect was bloeked by the speeifie PI 3-kinase inhibitor, wortmannin. PRL treatment also reduced apoptosis that was accompanied by an inerease in Bad Ser 112 phosphorylation. These effects were abolished by wortmannin. PRL did not affeet mRNA expression of apoptotie protein sueh as Bad, Bax, and Bcl-XL. Similar to what was observed for insulin, the exposure of neonatal islets for short period of time (5 and 15 min) to PRL inereased, in a dose-dependent manner, IRS 1/2 tyrosine phosphorylation, their association with, and activation of PI 3-kinase. However, these effects were not additive to the effects of insulin. PRL also increased JAK2, SHC, ERK1/2 phosphoryIation in neonatal isIets. In pregnant rats (17th -19th days of pregnancy) higher IeveIs of tyrosine (IRS1, IRS2, SHC, ERK), serine (AKT), and serine-threonine (p70 S6-kinase) phosphorylation were found, compared to controIs. The treatment of pregnant rats with PRL receptor antisense (pRLR), but not sense oligonucIeotides, significantly reduced the expression of PRLR in uterus and islets, the expression of islet tyrosine phosphorylated proteins with molecu1ar masses of 250-160, 160-105 and 105-75 kDa, phosphorylation of the p70 S6-kinase and, finally, the glucose-induced insulin secretion. In conclusion, PRL treatment activates PI 3-kinase and MAPK pathways in neonatal islets. These pathways seem to be more active in islets ITom pregnant than controI rats. Since PRL induced phosphoryIation of Bad Ser 112, a preferential target for MAPK, was abolished by wortmannin, some earIy cross talk between the PI 3-kinase and MAPK cascades may occur during stimulation with PRL Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador : Antonio Carlos Boschero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Em animais, a desnutrição intra-uterina exerce efeitos marcantes sobre o desenvolvimento fetal e pós-natal. Além disso, baixo peso ao nascer está associado à secreção alterada de insulina, resistência à insulina e área diminuída da ilhota pancreática. Neste trabalho, verificamos a expressão do fator de transcrição PD X-I, a área da ilhota e a secreção de insulina em ilhotas de ratos neonatos e recém-desmamados (28 dias de vida), mantidos durante o período fetal e da lactação com uma dieta normoprotéica (17% de proteína) ou hipoprotéica (6% de proteína). Esses parâmetros também foram avaliados em ratos com 28 dias, recuperados da desnutrição intra-uterina. Após o desmame, a secreção de insulina em ilhotas isoladas em resposta 2,8 e 16,7 mmol/L de glicose foi reduzida em ratos desnutridos. Ao nascer e após 28 dias, a área da ilhota e a expressão protéica do PDX-1 também foram diminuídas, enquanto os níveis de mRNA em ilhotas de ratos desnutridos recém desmamados foram semelhantes aos níveis encontrados em ratos controles. A expressão protéica do PDX-1 e a área da ilhota, bem como a secreção de insulina, foram restauradas em ratos recuperados, enquanto o mRNA do PDX-l foi maior do que em ratos controles. Esses resultados sugerem associação entre expressão protéica do PDX-l diminuída, redução no tamanho da ilhota e secreção diminuída de insulina em ratos desnutridos. A reintrodução de dieta normal, logo após o nascimento, restaurou todos os parâmetros avaliados Abstract: Intra-uterine and early postnatal malnutrition has profound consequences on fetal and postnatal development, both in humans and animals. In addition, low birth weight has been reported to be associated with impaired insulin secretion, insulin resistance and diminished area of pancreatic islets. To assess the expression of the transcription factor pancreatic and duodenal homeobox gene 1 (PDX-l) in pancreatic B-cells, and to examine the islet area and glucose-induced insulin secretion by islets from rats maintained on a low protein diet. PDX-l expression and islet area were assessed in rats maintained on a low (6%) or normal (17%) protein diet during fetal life. PDX-I protein and rnRNA levels, as well as insulin secretion and islet area were also measured after 28 days of life in normal, 10w protein, and recovered rats which received a normal protein diet after birth. Insulin secretion by isolated islets in response to 2.8 and 16.7 mmol glucose/L was reduced in 28-day-old low protein rats (P < 0.0001). At birth and after 28 days of life, the islet area and PDX-l protein expression were also reduced (P < 0.01). In contrast, PDX-l rnRNA levels in islets from 28-day-old low protein rats was similar to normal rats. PDX-l protein expression in B cells, the area of islets and insulin secretion were restored in recovered rats, whereas PDX-l rnRNA was higher than normal rats (P < 0.05). These results suggest a link between diminished PDX-l protein expression, a reduction in islet area and impaired insulin secretion in low protein rats. The reintroduction of a normal diet early in life restored islet area and cell physiology Mestrado Fisiologia Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas Resumo: Insulina e leptina atuam de forma semelhante e aditiva para controlar a homeostase energética. Entretanto, a base molecular desse sinergismo permanece desconhecida. A insulina sinaliza através de um receptor tirosina quinase que fosforila e ativa seus substratos (IRSs - substratos do receptor de insulina), enquanto a leptina e sua proteína tirosina quinase associada JAK2 (Janus Kinase 2) medeiam a fosforilação e ativação do fator de transcrição STAT3 (Signal Transducer and Activator of Transcription). Para investigar se a insulina e a leptina ativam as mesmas vias de sinalização e para determinar se esses hormônios interagem em hipotálamo, ratos Wistar machos foram estudados após implante de cânula no terceiro ventrículo através de imunoprecipitação, immunoblotting e gel shift. A administração aguda intracerebroventricular (icv) de insulina resultou em aumento da fosforilação do receptor de insulina (IR), substrato 1 do receptor de insulina (JRS-l), substrato 2 do receptor de insulina (IRS-2) e MAPK (Mitogen Activated Protein Kinase), além da associação entre os IRSs e a PI 3-quinase e a fosforilação em serina da Akt. A administração icv de leptina resultou na fosforilação em tirosina da JAK2, OBR, STAT3, IRS-1, IRS-2 e MAPK, bem como da associação entre os IRSs e a PI 3-quinase mas não foi observada a fosforilação da Akt. O estímulo simultâneo com os dois hormônios não aumentou a fosforilação do IRS-1, IRS-2, Akt e MAPK quando comparado com a administração isolada de insulina. Em contrapartida, a insulina induziu a fosforilação da JAK2 e do receptor de leptina (OBR) que, em presença de leptina, aumentou a interação entre o STAT3 e o OBR com conseqüente aumento da ativação do STAT3. A leptina ativou as vias de sinalização classicamente induzidas pela insulina no hipotálamo, e essas vias se intercruzaram, mas foram utilizadas de forma distinta que quando utilizadas pela insulina. Por outro lado a insulina modulou positivamente a via de sinalização da leptina. Esses resultados proporcionam uma base molecular para os efeitos coordenados da insulina e leptina no controle do apetite e peso corporal. Para demonstrar interdependência entre as vias de sinalização da insulina e leptina em hipotálamo de ratos, a transmissão do sinal de insulina em direção às vias da PI 3-quinase e MAPK foi comparada em hipotálamo de ratos zucker obesos (modelo animal de resistência insulina causado pela mutação do receptor de leptina) e controle. A infusão icv de insulina reduziu a ingestão alimentar de ratos controle, o que não foi observado nos animais obesos. Constatamos redução da fosforilação do IR, IRS-1, IRS-2, da associação entre a subunidade p85 da PI 3-quinase com as proteínas IRSs, bem como da fosforilação em serina da Akt no hipotálamo de ratos obesos comparado com os ratos magros. Em contraste, a insulina estimulou a fosforilação em tirosina da MAPK de forma similar em ratos magros e obesos. Assim, documentamos resistência à sinalização da insulina em tecidos hipotalâmicos de ratos Zucker obesos. Esses resultados fortalecem a hipótese de que a insulina tem suas ações anti-obesidade através da via da PI 3-quinase e que a diminuição do sinal por esta via no hipotálamo pode contribuir para o desenvolvimento de obesidade em estados de resistência à insulina. Originalmente, pensava-se que o hipotálamo era o único tecido a expressar a forma longa do receptor de leptina. Entretanto, evidências recentes sugerem que órgãos periféricos, entre eles o figado, também expressam a forma longa do receptor. Assim, na segunda parte deste estudo investigamos os efeitos rápidos e diretos da leptina em figado e determinamos se a leptina interage com a insulina nesse órgão. Em figado de ratos a injeção aguda de leptina ou insulina estimulou a fosforilação da JAK2, STAT3 e STAT5b. A leptina foi menos efetiva que a insulina em estimular as proteínas IRS e a associação destas com a PI 3-quinase. O tratamento simultâneo com os dois hormônios não modificou a fosforilação máxima do STAT3, IRS-l, IRS-2 e Akt, mas causou aumento significativo da fosforilação da JAK2 e do STAT5b quando comparado com a administração isolada de insulina ou leptina. Assim, detectamos uma inter-relação positiva nas vias de sinalização desses hormônios nas proteínas JAK2 e STAT5b em figado de ratos. Concluindo, estes estudos caracterizaram as vias de transmissão do sinal de leptina em hipotálamo e figado, evidenciando mecanismos para a integração da sinalização de insulina e leptina bem como a modulação destas vias em modelo animal de resistência à insulina e leptina nesses tecidos Abstract: Insulin and leptin have overlapping effects in the control of energy homeostasis and glucose metabolism, but the molecular basis of this synergism is unknown. Insulin signals through a receptor tyrosine kinase that phosphorylates and activates the docking proteins IRSs (insulin receptor substrates), whereas the leptin receptor and its associated protein tyrosine kinase JAK2 (Janus kinase 2) mediate phosphorylation and activation of the transcription factor STAT3 (signal transducer and activator oftranscription). To investigate whether insulin and leptin share common intracellular signal transduction pathways and to determine whether these hormonal signaling systems modulate each other's action in rat hypothalamus male Wistar rats were studied after chronic implantation of an intracerebroventricular (i.c.v.) catheter into the third ventricle. Immunoprecipitation, immunoblotting and EMSA assays were used to examine the activation of insulin and leptin signaling molecules in the rat hypothalamus. Acute i.c.v. administration of insulin resulted in a time-dependent increase in tyrosine phosphorylation of the insulin receptor (IR), insulin receptor substrate 1 (IRS-1), insulin receptor substrate 2 (IRS-2) and MAPK (mitogen activated proein kinase), PI 3 kinase docking and serine phosphorylation of Akt. The i.c.v. administration of leptin resulted in tyrosine phosphorylation of JAK2, IRS-1, IRS-2 and MAPK and PI 3 kinase docking but no phosphorylation of Akt was observed. Simultaneous stimulation with both hormones did not increment tyrosine phosphorylation of IRS-1, IRS-2, Akt and MAPK when compared with isolated administration of insulin. In addition insulin induced JAK2 tyrosine phosphorylation and leptin receptor phosphorylation, which in the presence of leptin, augmented the interaction between STAT3 and this receptor. Insulin also increased the leptin-induced phosphorylation of STAT3 and its activation. Leptin rapidly activates classically insulin signaling pathways directly at the level of hypothalamus, and these pathways overlap with, but are distinct from, those engaged by insulin. On the other side, insulin modulates the leptin signal transduction pathway, and may provide a molecular basis for the coordinated effects of insulin and leptin in feeding behavior and weight control. To demonstrate the interdependence between insulin and leptin signaling in rat hypothalamus in vivo insulin signaling through the phosphatidylinositol 3-kinase (pI 3-kinase), mitogen-activated protein (MAP) kinase were compared in the hypothalamictissues of lean (Fa/?) and obese Zucker (falfa) rats (animal model of insulin resistance, which has a defect in the leptin receptor). Icv insulin infusion reduced food intake in Iean rats but no effect was observed in obese Zucker rats. Pretreatment with PI 3-kinase inhibitors prevents insulin-induced anorexia in lean rats. Insulin-stimulated tyrosine phosphorylation of insulin receptor (IR), IR substrates (IRS-1, IRS-2), the associations of p85 subunit of PI 3-kinase to the IRS proteins and serine phosphorylation of Akt in the hypothalamus of obese rats were significantly decreased compared with the lean rats. In contrast, insulin stimulated tyrosine phosphorylation of MAP kinase was similar in lean and obese rats. This segment of the study provides direct measurements of insulin signaIing in hypothalamic tissues, and document selective resistance to insulin signaling in the hypothalamus of obese Zucker rats at the molecular leveI. These findings have provided support for the hypothesis that insulin may have anti-obesity actions mediated by the PI 3-kinase pathway and that the impaired PI 3-kinase signal pathway in the hypothalamus may Iead to the development of obesity in insulin resistance and diabetic patients. Originally, it was thought that the hypothalamus was the only tissue expressing OBRb. However, recent evidence at the level of messenger RNA expression and cellular function suggest that peripheral organs including liver also express OBRb. Therefore the second part of the study was designed to investigate the rapid and potentially direct effects of leptin on signal transduction in liver and to determine whether insulin and leptin share common intracellular signal transduction pathways. Chronic leptin treatment markedly enhances the action of insulin on hepatic glucose production out of proportion to the body weight loss and increased insulin sensitivity. In the present experiments the cross-talk between insulin and leptin was evaluated in rat liver. Leptin, upon stimulation of JAK2 tyrosine phosphorylation, induced JAK2 coimmunoprecipitation with STAT3, STAT5b, IRS-1 and IRS-2. This phenomenon parallels the leptin-induced tyrosine phosphorylation of STAT3, STAT5b, IRS-1 and IRS-2. Acutely injected insulin stimulated a mild increase in tyrosine phosphorylation of JAK2, STAT3 and STAT5b. Leptin was less effective than insulin at stimulating IRSs phosphorylation and their associations with PI 3-kinase. Simultaneous treatment with both hormones promoted no change in maximal phosphorylation of STAT3, IRS-l, IRS-2 and Akt, but led to marked increase in tyrosine phosphorylation of JAK2 and STAT5b when compared with isolated administration of insulin or leptin. Thus, there is a positive cross-talk between insulin and leptin signaling pathways at the level of JAK2 and STAT5b in rat liver. We have characterized the leptin signaling pathway in hypothalamus and liver and demonstrate various mechanisms for the integration between insulin and leptin in these tissues. We have also showed that the cross-talk between these hormones is tissue dependent and that the effects of this interaction affects the energetic homeostasis and glucose metabolism in the various steps Doutorado Clínica Médica Doutor em Clínica Médica

Orientador: Mario Jose Adballa Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A insulina inicia seus efeitos metabólicos e promotores de crescimento através da ligação à subunidade a do seu receptor. Esta ligação promove a fosforilação em tirosina da subunidade _, e dá inicio a uma cascada de eventos intracelulares, mediante a fosforilação de vários substratos endógenos. Entre os primeiros substratos ativados estão o substrato 1 do receptor de insulina, e uma nova proteína, possuidora .do domínio SH2, cuja estrutura lembra àquela do colágeno (Src homology), denominada Shc. No presente estudo, determinamos a capacidade do receptor de insulina ativado de induzir a fosforilação em tirosina da proteína Shc, assim como a associação Shc-Grb2 em figado, músculo e tecido adiposo de ratos nonnais e ratos submetidos a cinco situações experimentais de resistência à insulina i.e., jejum prolongado, tratamento crônico com dexametasona, envelhecimento, tratamento agudo com adrenalina e diabetes induzida por estreptozotocina. Os resultados demonstraram que após infusão de concentrações fisiológicas de insulina em ratos nonnais, a Shc é substrato do receptor de insulina, cujo pico ,Ae fosforilação acontece 5 minutos após a infusão de insulina nos três tecidos estudados, e se associa à Grb2. Ratos em jejum, uma situação aguda de resistência à insulina que cursa com baixos níveis de glicose e insulina plasmáticas, apresentaram significativa diminuição do grau de fosforilação da Shc induzi da por insulina em figado (50%) e gordura (62%), em relação aos seus controles. Por outro lado, a infusão de insulina em ratos portadores de diabetes mellitus induzida por estreptozotocina, estado caracterizado por apresentar elevados níveis de glicose sanguínea associados a baixas concentrações de insulina plasmática, levou a um significativo incremento do grau de fosforilação da. Shc em figado (175%), músculo (180%) e gordura (133%), em relação aos controles (100%). Embora ambos os modelos experimentais apresentaram baixos níveis de insulina plasmática, as características de fosforilação da Shc foram opostas. Este resultado sugere que em modelos agudos de resistência à insulina, a concentração plasmática de glicose circulante é o principal parâmetro que determina a indução da fosforilação da proteína Shc nos tecidos estudados. Não foi observada variação nos níveis de fosforilação em tirosina em figado, músculo ou gordura de ratos tratados agudamente com adrenalina após estímulo com insulina, embora um aumento estatisticamente significativo nos níveis basais de associação Shc/Grb2 foi evidenciada nos três tecidos estudados nestes anImais. Em animais portadores de hiperinsulinemia crônica (ratos velhos ou tratados com dexametasona), houve um aumento da fosforilação em tirosina da Shc induzida por insulina nos tecidos hepático (64% e 58%) e muscular (81 % e 64%) de ratos com 20 meses ou tratados com glicocorticoides, respectivamente. Em ratos velhos, incremento foi evidenciado também em tecido adiposo (76% acima do controle). Estes resultados sugerem que, em situações crônicas de resistência à insulina, a hiperinsulinemia pode ser um dos fatores responsáveis do aumento de fosforilação da Shc observada nestes animais. Para todos os tecidos e modelos experimentais estudados, esta regulação demonstrou ser independente dos níveis protéicos da proteína Shc, que permaneceram inalterados, mas o grau de fosforilação em tirosina parece detenninar a capacidade de associação da Shc com a proteína adaptadora Grb2. Nossos resultados demonstram que, em tecidos animais, a Shc é susceptível de ser tirosino-fosforilada pela insulina através do seu receptor. Esta fosforilação é tempo- e dose- dependente, e sua intensidade determina as capacidade. De associação da Shc com a proteína adaptadora Grb2. Tanto o grau de fosforilação da Shc quanto a associação Shc/Grb2, apresentam regulação diferenciada, dependente do modelo de resistência à insulina e do tecido analisado, mas parece que os níveis de insulina podem contribuir para essa regulação. A fosforilação da Shc induzida pela insulina nos modelos descritos, apresentou características diferentes daquelas exibidas pelo substrato-l do receptor de insulina, observadas em estudos prévios realizados em ratos sujeitos a idênticas condições experimentais, sugerindo uma dissociação no padrão de comportamento destas duas proteínas, após serem ativadas pela insulina Abstract: Shc is a novel type of tyrosine-phosphory lated protein activated in response to a wide variety of polypeptide ligands. In this report, we used immunoprecipitation and immunoblotting to examine the effect of insulin on Shc tyrosine phosphorylation and Shc/Grb2 association in insulin-sensitive tissues of the intact rat. Following an infusion of insulin, Shc was tyrosine phosphorylated in the liver, skeletal musc1e and adipose tissue in a time- and dose-dependent fashion, which peaked 5 min after exposure to the hormone and, except in the case of adipose tissue, retumed to basal values after 15 mino There was coimmunoprecipitation of Shc and the insulin receptor after stimulation with insulin. Receptor tyrosine kinase activity toward Shc was also observed. Following an infusion ofinsulin, Shc was found to associate with Grb2. Insulin-induced Shc phosphorylation and Shc/Grb2 association were also investigated in five animal models of insulin resistance (72-h starvatation, chronic dexamethasone treatment, aging, acute epinephrine treatment and STZ induced diabetes mellitus). There were no differences in Shc protein expression between tissues from control and insulin resistant animaIs. In all the tissues and animal models studied, the Shc/Grb2 association were directly correlated with the levels of Shc phosphorylation reached after insulin infusion. In fasted hypoinsulinemic rats th_re was a d_crease in insulin-induced Shc phosphorylation in liver and adipose tissue. However, a significant increase _n Shc phosphorylation was observed in liver, musc1_ and fat from STZ-treated rats, another insulin-resistant state wh.ich cóúrses with low insulin levels, but high plasmatic glucose concentrations. Other insulin-resistant states which courses with hyperglicemic levels like dexamethasone-treated rats and aging, showed similar results to those observed in diabetic rats. Liver and musc1e of hypercortisolemic rats showed a significant increase in insulin-induced Shc tyrosine phosphorylation, so as liver, musc1e and adipose tissue of 20 months-old rats. Interestingly, acute stimulus with epinhephrine, a normoglicemic condition, did not display changes in insulin-induced Shc tyrosil phosphorylation nor Shc/Grb2 association in the three tissues studied. These results indicate that Shc tyrosil phosphorylation and Shc/Grb2 association are regulated in the different type af insulin resistance and that this regulation seems to be related to the plasmatic glucose and insulin levels found in these animals Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschero Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Foi realizado estudo do efeito da tetracaína sobre o efluxo de 45Ca, a concentração de Ca2+ citoplasmático, [Ca2+]i, e a secreção de insulina em ilhotas pancreáticas e células B isoladas. Na ausência de Ca2+ externo, tetracaína (0,12,0 mM) aumentou, de maneira dose-dependente, o efluxo de 45Ca de ilhotas isoladas. Tetracaína não afetou o aumento do efluxo de 45.ca causado por 50 mM de K+ ou pela associação de carbacol (Cch - 0,2 mM) e 50 mM de K+. Tetracaína aumentou permanentemente a [Ca2+]i em células B isoladas em meio livre de Ca2+ e acrescido de 2,8 mM de glicose e 25 µM D-600 (metoxiveparamil). Este efeito também foi observado na presença de 10 mM de cafeína ou 1 µM de tapsigargina. Em presença de 16,7 mM de glicose, tetracaína aumentou de maneira transitória a secreção de insulina das ilhotas perfundidas, tanto na ausência quanto na presença de Ca2+ externo. Estes dados indicam que tetracaína mobiliza Ca2+ de um estoque insensível à tapsigargina e estimula a secreção de insulina na ausência de Ca2+ extracelular. O aumento do efluxo de 45Ca causado pelas altas concentrações de K+ e pelo Cch indica que tetracaína não interfere nos estoques sensíveis a cátions ou ao IP3 Abstract: The effect of tetracaine on 45Ca efflux, cytoplasmic Ca2+ concentration [Ca2+]i and insulin secretion in isolated pancreatic islets and B-cells was studied. In the absence of external Ca2+, tetracaine (0.1-2.0 mM) dose-dependently increased the 45Ca efflux from isolated islets. Tetracaine did not affect the increase in 45Ca efflux caused by 50 mM K+ or by the association of carbachol (Cch - 0.2 mM) and 50 mM K+. Tetracaine permanently increased the [Ca2+]i in isolated B-cells in Ca2+ -free medium enriched with 2.8 mM glucose and 25 µM D-600 (methoxiverapamil). This effect was also observed in the presence of 10 mM caffeine or 1 µM thapsigargin. In the presence of 16.7 mM glucose, tetracaine transiently increased the insulin secretion from islets perifused in the absence and presence of external Ca2+. These data indicate that tetracaine mobilises Ca2+ from a thapsigargin-insensitive store and stimulates insulin secretion in the absence of extracellular Ca2+. The increase in 45Ca efflux caused by high concentrations of K+ and by Cch indicates that tetracaine did not interfere with a cation or IP3-sensitive Ca2+ pool in B-cells Doutorado Fisiologia Doutor em Ciências

Orientador: Lourenço Gallo Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O presente estudo objetivou avaliar, em homens jovens e de meia idade, os efeitos do treinamento físico aeróbio (TF A) de 3 meses de duração, sobre o controle autonômico da freqüência cardíaca (FC) durante exercício dinâmico e da variabilidade de freqüência cardíaca (VFC) nos domínios do tempo (DT) e da freqüência (DF), durante o sono, bem como sobre as respostas do consumo de oxigênio no limiar de anaerobiose (v 02 LA) e no pico de esforço (v 02 pico). Foram estudados 17 voluntários saudáveis, com padrão sedentário de vida, sendo 10 jovens e 7 meia idade, com idades medianas de 22 e 53 anos, respectivamente. Estes foram submetidos a três protocolos realizados em dias não consecutivos: dois testes de exercício físico dinâmico (EFD) com medida direta do v 02, em cicloergômetro na posição sentada, sendo a) um com protocolo contínuo, com incrementos de potência entre 12 a 20 Watts/min até a exaustão física; b) um com protocolo descontínuo com incrementos de potência de 25 em 25 Watts até atingirem FC até 150 bpm. Interpunha-se períodos variáveis de repouso entre os níveis de esforço, para que a FC e variáveis cardiorrespiratórias retomassem aos valores controle; c) para o estudo da VFC realizou-se eletrocardiografia dinâmica de 24 horas (Holter), onde foram selecionados dois trechos de maior estabilidade, referentes a seis horas centrais do sono, denominados Sono 1 e Sono 2. Os resultados, foram apresentados no DT como média dos intervalos RR e seu desvio padrão, e no DF em bandas de baixa (BF) e alta freqüências (AF) obtidas através da Transformada Rápida de Fourier - "FFT", expressas em unidades absolutas e em unidades normalizadas (un), bem como a razão BF/AF, as quais refletem a modulação vago-simpática sobre o nódulo sinusal. O TF A foi composto de alongamentos de 10 minutos e caminhadas e/ou trotes de 40 minutos, 3X1semana, numa intensidade de 70-85% da FC pico obtida a partir de teste de laboratório, por um período de 3 meses. Os grupos estudados apresentaram significativa bradicardia em repouso e melhora no desempenho aeróbio, expresso pelo aumento dos valores da potência e do consumo de oxigênio no LA e no pico do esforço. Ressalte-se, entretanto, que as respostas adaptativas ao treinamento foram melhor evidenciadas em relação ao V 02 LA e à potência no esforço pico, pois ambos os grupos apresentaram valores significativamente maiores destes parâmetros após o treinamento. Na análise do controle da função autonômica durante exercício foram evidenciados um aumento da contribuição vagal pelo aumento da resposta rápida da FC nos 30 s iniciais do EFD e uma diminuição da estimulação simpática pela redução do incremento lento da FC do f ao 4° min do EFD, embora as respostas intragrupos tenham sido de pequena magnitude. Na análise da VFC no DT, durante o sono, as variáveis mostraram respostas adaptativas intragrupos de pequena magnitude, ao longo do TFA, No entanto, na análise dos valores absolutos entre os grupos, observa-se que a magnitude das respostas dos jovens foi maior que a do grupo meia idade. Na análise no DF, o treinamento físico praticamente não alterou os valores absolutos dos componentes espectrais avaliados no período de sono. No entanto, ao analisarmos os dados em unidades normalizadas e a razão BF/AF, observamos que, após o treinamento, os jovens apresentaram aumento da razão BF/AF bem como aumento da participação do componente BFun e redução da AFun; já, no grupo meia idade, ocorreu o oposto ou seja, o treinamento reduziu a razão BF/AF e a BFun e aumentou a AFun. Entretanto, as diferenças não atingiram significância estatística para ambos os grupos estudados. Estes dados sugerem que o TFA induziu maiores alterações na capacidade aeróbia do que na VFC, para ambos os grupos, podendo estas respostas estarem relacionadas a duração do período de TFA utilizada no presente estudo Abstract: The main purposes of the present study were to evaluate the effects of a 3month aerobic physical training on efferent autonomic cardiac control by monitoring heart rate (HR) during dynamic exercise (DE) and HR variability (HRV) in time (TD) and in frequency (FD) domains during sleeping. The oxygen uptake at ventilatory anaerobic threshold (VO2 AT) and peak conditions (VO2 peak) during DE were also investigated in two groups of healthy sedentary men: one consisting of young (Y: n=10, median=22 yr) and the other of middle-aged subjects (M: n=7, median=53 yr). Dynamic exercise lests were performed on a cycloergometer with direct V 02 measurement, using continuous and discontinuous protocols in seated .position. Power increments from 12 to 20 Watts/min up to exhaustion were used in continuous protocol. Workload increments of 25 Watts over a period of 4 min each were used in discontinuous protocol; varying periods of rest were allowed between the different levels of effort so that heart rate and ventilatory and metabolic variables could return to control levels. In a different day, ECG signals were recorded using a 24 h Holter tape recorder. Two intervals of sleep (Sleep 1 ¿ the initial sleep period, and Sleep 2 - in a latter period) were selected. Mean RR interval and the standard deviation were the selected TD parameters For FD analysis, the spectral components were expressed at Low (LF) and High (HF) frequencies, obtained by using Fast Fourier Transforms (FFT) in absolute and normalized units (nu), LFnu and HFnu and LF/HF ratio. Aerobic exercise training program was conducted for 3 months on a field track and was composed of stretching for ten minutes and walking and/or jogging for 40 minutes , three times per week at a prescribed HR corresponding to 70 to 85% of peak HR obtained during dynamic exercise test in Laboratory. The studied groups showed significantly resting bradycardia and aerobic capacity improvement since power, V02 AT and V02 peak increased after aerobic training. However, in the case of V 02 AT and power peak significant differences were observed (pO.O5), for both groups. These overall results suggest that aerobic physical training induced higher alterations in aerobic capacity than in efferent autonomic cardiac control of heart rate during dynamic exerci se and HRV during sleeping, for both groups. These responses may be associated with the duration of aerobic physical training applied in the present study Doutorado Fisiologia Doutor em Ciências

Orientador: Rui Curi Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O efeito da insulina, hormônios tiroidianos, glicocorticóides (dexametasona) e catecolaminas na atividade de enzimas antioxidantes (CuZn- e Mn- superoxido dismutase SOD, catalase e glutatione peroxidase - GPX) em macrófagos intraperitoneais residentes de ratos e órgãos linfóides (linfonodo mesentérico - LNM, timo e baço) foi investigado. Para tanto, ratos adultos foram submetidos à várias disfunções hormonais: diabetes, hiper e hipotiroidismo, tratamento com dexametasone e adrenodesmedulação. O efeito dos hormônios em macrófagos cultivados também foi avaliado. Além dos estudos sobre atividade de enzimas antioxidantes, a produção de peróxido de hidrogênio (H202) por macrófagos foi determinada in vivo e in vitro. Em macrófagos: 1) a insulina aumentou a atividade da CuZn-SOD, catalase e GPX mas reduziu a da Mn-SOD, 2) os hormônios tiroidianos elevaram a atividade da CuZn- e Mn-SOD mas diminuiu a da GPX, enquanto que a dexametasona reduziu a da Mn-SOD e GPX, 3) a remoção da medula adrenal promoveu diminuição da atividade da Mn-SOD e GPX, 4) a produção de H202 foi aumentada pela insulina mas reduzida pelos hormônios tiroidianos e dexametasona. A indução do diabetes causou as seguintes mudanças de atividade das enzimas antioxidantes em órgãos linfóides: redução (exceto para GPX) no baço, aumento (exceto para a Mn-SOD) no timo, queda da Mn-SOD e catalase mas aumento da GPX no LNM; todas essas alterações foram revertidas pelo tratamento com insulina e permaneceu inalterada pela normoglicemia. O hipertiroidismo provocou elevação das atividades da CuZn- e Mn-SOD e diminuição da atividade da catalase nos órgãos linfóides. O tratamento com dexametasona causou: 1) queda da atividade da CuZn-SOD em todos os órgãos linfóides e da Mn-SOD no LNM, 2) redução da atividade da catalase no LNM e timo e aumento no baço, 3) aumento da atividade da GPX no LNM, timo e baço. A adrenodesmedulação elevou a atividade da CuZn-SOD em todos os órgãos linfóides, diminuiu a atividade da Mn-SOD no LNM e baço mas elevou no timo, enquanto que a atividade da catalase foi reduzida no LNM e timo e a atividade da GPX tornou-se indetectável nestas condições. Esses dados indicam que a atividade das enzimas antioxidantes é alterada pela insulina, hormônios tiroidianos, glicocorticóides e adrenalina. Essas alterações enzimáticas e metabólicas são tecidoespecíficas e podem desempenhar papel importante nas modificações da funcionalidade imunitária que geralmente acompanham as disfunções endócrinas envolvendo esses hormônios Abstract: The effect of insulin, thyroid hormones, glucocorticoids (dexamethasone) and catecholamines on the activity of antioxidant enzymes (CuZn- and Mn-superoxide dismutase - SOD, catalase, and glutathione peroxidase - GPX) in rat resident intraperitoneal macrophages and lymphoid organs (mesenteric lymph nodes - MLN, thymus, and spleen) was investigated. For this purpose, aduIt rats were submitted to various hormonal disfunctions such as diabetes, hyper and hypothyroidism, dexamethasone treatment and adrenodemedullation. The effect of the hormones on macrophage cuItures was also examined. In addition to the antioxidant enzyme assays, the production of hydrogen peroxide (H202) by macrophages was determined both in vivo and in vitro. In macrophages: 1) Insulin raised the activity of CuZn-SOD, catalase and GPX but reduced that of Mn-SOD, 2) Thyroid hormones increased the activity of CuZn- and Mn-SOD but decreased that of GPX, whereas dexamethasone diminished both Mn-SOD and GPX activities, 3) The removal of adrenal medulla caused a marked decrease of Mn-SOD and GPX activities, 4) H202 production was increased by insulin but reduced by thyroid hormone and dexamethasone treatment. The induction of diabetes caused the following changes in antioxidant enzyme activities of the lymphoid organs: Reduction (except for GPX) in the spleen, increase (except for Mn-SOD) in the thymus, decrease of Mn-SOD and catalase but increase of GPX in the MLN; all these changes were reversed by insulin treatment and remained unchanged under normoglycemia. The hyperthyroidism provoked an elevation of CuZn- and Mn-SOD activities and decrease of catalase in all lymphoid organs. Dexamethasone treatment caused: 1) A decrease of CuZn-SOD activity in all lymphoid organs and of Mn-SOD in the MLN, 2) A reduction of catalase activity in the MLN and thymus and an increase in the spleen, 3) An augmentation of GPX activity in the MLN, thymus and spleen. Adrenodemedullation raised CuZn-SOD activity in all lymphoid organs, decreased the activity of Mn-SOD in the MLN and spleen but increased the latter activity in the thymus, whereas catalase activity was reduced in the MLN and thymus and GPX activity became undetectable under these conditions. These findings support the proposition that the antioxidant enzyme activities are aItered by insulin, thyroid hormones, glucocorticoids and adrenalin. These metabolic changes are tissue-specific and might play a role in the impairment of the immune function under endocrine disfunctions involving these hormones Doutorado Fisiologia Doutor em Ciências

Orientador: Lourenço Gallo Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O presente estudo objetivou avaliar, em homens de meia-idade, o efeito do treinamento físico aeróbio (TFA) sobre o controle da função autonômica cardíaca, através do estudo da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) nos domínios do tempo (DT) e da freqüência (DF) na vigília e no sono. Também, avaliamos as respostas cardiorrespiratórias durante o exercício físico dinâmico (EFD) antes, e após o 3° e 6° mês de TFA. Estudamos 7 voluntários de meia-idade (média = 44 ± 2,3 anos), que foram submetidos ao TFA (caminhadas e trotes em pista, com intensidade entre 70-85% da FCmax, duração entre 40-60min e freqüência de 3 sessões semanais) por um período de 6 meses. Foram aplicados dois protocolos de avaliação funcional: (1) a eletrocardiografia dinâmica de 24 horas - Holter, e (2) o teste em EFD em cicloergômetro (protocolo de esforço contínuo com incrementos crescentes de potência até a exaustão física) com registro contínuo da freqüência cardíaca (FC) e quantificação das variáveis ventilatórias, como a ventilação pulmonar (v), o consumo de oxigênio (v O2) e a produção de dióxido de carbono (v CO2). Para a análise dados obtidos na eletrocardiografia dinâmica, selecionamos um intervalo durante a vigília (posição SUPINA) e dois durante o sono (SONO 1, correspondente ao período inicial do sono, e SONO 2). Utilizamos para análise no DT, a média dos intervalos RR e seu desvio padrão, e no DF, os componentes espectrais de baixa (BF) e alta freqüência (AF), obtidos através da Transformada Rápida de Fourier - FFT, e a razão BF/AF. O grupo estudado apresentou importantes alterações fisiológicas ao longo do TFA. Ocorreu bradicardia de repouso em alguns casos, contudo esta diferença não foi estatisticamente significante para todo o grupo (NS). Na análise da VFC, tanto para o DT, como para o DF, as variáveis mostraram pequenas modificações ao longo do TFA. Contudo, nos intervalos de sono, observamos uma redução no componente de AF e aumento no de BF (principalmente para o SONO 1, p

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A insulina estimula a atividade tirosina quinase de seu receptor, resultando na fosforilação de seu substrato citosólico, o IRS-1, que se associa à enzima fosfatidilinositol 3-quinase ativando-a. Estudos anteriores em modelos animais demonstraram que o IRS-1 apresenta uma regulação tecido-específica. No presente estudo, investigamos os níveis protéicos e os graus de fosforilação do receptor de insulina e do IRS-1, bem como a associação entre IRS-1 com a PI 3-quinase, após estimulo insulínico em coração de ratos, in vivo, em cinco modelos de resistência à insulina: ratos diabéticos pela estreptozotocina, tratamento crônico com dexametasona, tratamento agudo com adrenalina, envelhecimento e jejum prolongado. Caracterizamos também as etapas iniciais da ação insulínica em aorta de ratos e sua modulação no jejum prolongado. Nossos resultados mostraram que não houve mudanças nos níveis e grau de fosforilação de receptor de insulina, determinado pelo immunoblotting com anticorpo antifosfotirosina em coração de animais diabéticos, ou tratados com dexametasona ou no envelhecimento. O tratamento com adrenalina induziu uma redução de 35% no grau de fosforilação em tirosina do receptor de insulina. Em amostras previamente immunoprecipitadas com anticorpo anti-IRS-1 e incubadas com anticorpo antifosfotirosina, observamos uma redução de 25% e 75% nos níveis de fosforilação desta proteína em coração de ratos tratados com dexametasona ou adrenalina, respectivamente, mas não encontramos alterações significativas no coração de ratos diabéticos e velhos... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Not informed. Doutorado Fisiologia Doutor em Ciências Biológicas

Orientadores: Debora de Queiroz Tavares, Mario Jose Abdalla Saad Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A insulina estimula a atividade tiro sina quinase de seu receptor levando à fosforilação de proteínas citoplasmáticas, como a pp185 que é constituída de pelo menos dois substratos: os substratos 1 e 2 do receptor de insulina (IRS-1 e IRS-2). Os substratos, por sua vez, associam-se à fosfatidilinositol 3-quinase (PI 3-quinase), ativando-a. Sabe-se que animais alimentados com dietas ricas em frutose apresentam resistência insulínica, entretanto o mecanismo molecular envolvido nesta situação não está totalmente esclarecido. No presente estudo, investigaram-se os níveis teciduais e o grau de fosforilação, produzidos após o estímulo insulínico do receptor de insulina e da pp185 (IRS-1 e 2) no fígado e músculo de ratos Wistar alimentados com dieta rica em frutose (66% das calorias totais provenientes de frutose), por immunoblotting com anticorpos específicos. A alimentação com a dieta rica em frutose por 28 dias induziu discreta resistência à insulina, a qual foi demonstrada pela diminuição significativa da velocidade de redução dos níveis de glicose. Os animais deste grupo apresentaram níveis séricos elevados de triglicérides, e ausência de alterações significativas dos níveis de glicemia, insulinemia ou colesterol, quando comparados ao grupo controle. Não ocorreu variação no número de receptores de insulina nos tecidos hepático e muscular dos dois grupos, alimentados com a dieta rica em frutose e com a ração comercial. Entretanto, em amostras previamente imunoprecipitadas com anticorpo anti-IR e incubadas com anticorpo antifosfotirosina, a autofosforilação do receptor, estimulada pela insulina, mostrou-se reduzida para 72 +- 4% (p