Mecanismos moleculares de indução de obesidade e resistência à insulina em animais destreinados submetidos a uma dieta rica em lipídes.

The termination of exercise training (detraining) results in rapid fat accretion, weight gain and insulin resistance in both humans and rats. There is evident relationship between physical inactivity and insulin resistance. Different mechanisms may be involved in insulin resistance in this animal model. The aim of this study was to investigate the PI3-kinase/Akt and CAP/Cbl signaling pathways both involved with insulin-stimulated glucose uptake in white adipose tissue in detrained and sedentary animals submitted a high-fat diet. Wistar rats were submitted to swimming training during 8 weeks. Next this period the animals stop the training and received a rich-fat diet. The proteins from the insulin signaling pathway were analyzed by immunoprecipitation and immunoblotting. The results demonstrated that detraining result in an increased body mass and rapid body fat accretion. This fact was associated with increases insulin responsiveness in adipose tissue through IRS/PI3-Kinase/Akt pathway in detrained rats fed with a rich-fat diet. In addition, the CAP/Cbl pathway in adipose tissue was more insulin responsives in the detrained animals feeding with a rich-fat diet than S-DHL animals. In conclusion, the cessation of exercise is accompanied by increased body mass and rapid fat accretion and this aspect to have relation at least in part to increased insulin responsiveness in adipose tissue through CAP/Cbl pathway.A cessação do treinamento físico (destreinamento) resulta em rápido acréscimo da massa adiposa, ganho de peso e resistência à insulina tanto em humanos quanto em animais. No entanto, os mecanismos moleculares envolvidos nesse processo permanecem desconhecidos. Diferentes proteínas intracelulares podem estar envolvidas no processo de aquisição de ganho de peso e diminuição na ação da insulina nesse modelo animal. Este estudo teve como objetivos investigar as vias PI 3-quinase/Akt e CAP/Cbl, ambas importantes na captação ou utilização de glicose estimulada por insulina no tecido muscular adiposo branco. Utilizou-se, ratos Wistar que foram submetidos a um protocolo de exercício de natação por 8 semanas. Posteriormente os animais foram destreinados e nesse mesmo período de cessamento do programa de exercício foi oferecida aos ratos uma dieta rica em lipídes. Para análise das proteínas de interesse, foi realizado o método de imunoblot e imunoprecipitação. Verifica-se, através dos resultados obtidos, que animais destreinados tem um ganho de peso e de gordura epididimal mais acentuado comparado a animais sedentários. Esse fato foi associado a uma maior responsividade à insulina no tecido adiposo através da via IRS/PI 3-quinase/Akt dos animais destreinados submetidos à dieta rica em lipídes. Além disso, verifica-se, que a via CAP/Cbl encontra-se mais responsiva à insulina no tecido adiposo de animais destreinados em relação aos outros grupos experimentais. Conclui-se, que o destreinamento físico é acompanhado por um rápido período de ganho de peso e de massa adiposa e essas adaptações deve-se no mínimo em parte pela maior responsividade à insulina da via CAP/Cbl em tecido adiposo branco

Apoptosis in hypothalamic neurons from rats fed high-fat diet

Orientador: Licio Augusto VellosoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias MedicasResumo: Durante as últimas décadas tem se observado um aumento surpreendente na prevalência de obesidade e diabetes mellitus em populações de várias regiões do mundo, inclusive no Brasil. Medidas terapêuticas baseadas em mudanças de hábito alimentar e estilo de vida têm se mostrado ineficazes para conter o avanço destas epidemias. Somente a completa caracterização dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos no desenvolvimento de ambas as condições deverão apontar potenciais alvos para o desenvolvimento de fármacos mais efetivos e de medidas profiláticas mais eficientes. Diversos estudos epidemiológicos apontam o consumo de dietas ricas em lípides como um dos mais importantes fatores de risco para o desenvolvimento de obesidade e diabetes. Em estudo recente realizado por nosso grupo, verificamos por macroarray de cDNA que em hipotálamo de ratos alimentados com dieta hiperlipídica há um aumento na expressão de genes de codificam proteínas participantes de respostas pró-inflamatórias como TNF-?, IL-2, IL-6 e IL-1?. Além disso, ao realizarmos avaliação histológica da expressão de citocinas como TNF-?, no hipotálamo, observamos que o número de neurônios hipotalâmicos estava aparentemente reduzido nos animais tratados com dieta hiperlípidica. Como muitas destas citocinas pró-inflamatórias podem ativar vias apoptóticas decidimos investigar a ocorrência de apoptose de neurônios em ratos alimentados com dieta hiperlípidica, sendo este o objetivo principal do presente trabalho. Utilizando real-time PCR, TUNEL, imunohistoquímica, imunoblot, e microscopia eletrônica de transmissão, observamos que neurônios do hipotálamo são alvos de apoptose. As sub-populações de neurônios preferencialmente afetadas dependem do background genético do animal, de tal forma que em animais com baixa predisposição para obesidade, tanto neurônios orexigênicos como anorexigênicos são igualmente afetados, enquanto que em cepas com maior predisposição para obesidade, neurônios anorexigênicos são alvos principais da apoptose. Por fim, revelamos que a presença de receptores TLR4 íntegros protegem neurônios da apoptose, sugerindo que essa via de sinalização do sistema imune inato tem papel duplo, participando da indução de inflamação, mas ao mesmo tempo protegendo neurônios de danos irreversíveis. Acreditamos que tais estudos possam contribuir para que se obtenham avanços na caracterização da fisiopatologia da obesidade e da participação de fenômenos nutricionais e inflamatórios na regulação funcional do centro regulador da fome e da termogêneseAbstract: Obesity and diabetes have reached epidemic proportions in several regions of the world. General changes in life-style, including consumption of fat-rich diets, are amongst the most important factors leading to an unprecedented increase in the prevalence of these diseases. The complete characterization of the pathophysiological mechanisms leading to obesity and diabetes may disclose potential targets for the development of specific drugs and development of better prophylactic approaches. Recent work has shown that the consumption of a fat-rich diet for 16 weeks leads to the increased expression of pro-inflammatory cytokines in the hypothalamus, which is accompanied by an apparent reduction in the numbers of neurons in this region. Because many of these cytokines can activate apoptotic pathways we decided to investigate the presence of apoptosis in neurons from rats fed on high-fat diet. Using real-time PCR, TUNEL, immunoblot, immunohistochemistry and transmission electron microscopy we observed increased apoptosis of neurons of the hypothalamus. The subpopulations preferentially affected depend on genetic background. Thus, in a strain genetically protected from obesity, apoptosis affects both, orexigenic and anorexigenic neurons, while in an obesity-prone strain, the anorexigenic neurons are preferentially affected. In addition, we observed that the presence of an intact TLR4 expression protects against apoptosis, suggesting that this receptor of the innate immune system plays a dual role, participating in the activation of an inflammatory response and protecting against further neuronal damage. We believe the present data will contribute to unveil some the pathophysiological mechanisms involved in the development of obesity and the roles played by nutritional and immunological factors in this contextDoutoradoCiencias BasicasDoutor em Clínica Médic

Inducible-NOS but not neuronal-NOS participate in the acute effect of TNF-alfa on hypothalamic insulin-dependent inhibition of flood intake

Orientador: Licio Augusto VellosoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias MedicasResumo: Durante as últimas décadas tem se observado um aumento surpreendente na prevalência de obesidade e diabetes mellitus em populações de várias regiões do mundo, inclusive no Brasil. Diversos estudos epidemiológicos apontam o consumo de dietas ricas em lípides como um dos mais importantes fatores de risco para o desenvolvimento dessas patologias. Em recente trabalho em nosso laboratório, foi demonstrado que a oferta de uma dieta rica em lípides leva a uma maior expressão hipotalâmica de proteínas participantes de respostas pró-inflamatórias como TNF-a, IL-2, IL-6 e IL-ß. A citocina TNFa, agindo no hipotálamo, modula a ingestão alimentar e o gasto energético através de mecanismos incompletamente elucidados. Neste trabalho exploramos a hipótese de que, para modular a sinalização anorexigênica induzida por insulina no hipotálamo, o TNFa deve requerer a síntese de óxido nítrico. O TNFa ativa sinalização intracelular canónica no hipotálamo, com pico na concentração de 10-8 M. Esse efeito é acompanhado pela indução da expressão das formas neuronal e induzível da enzima NOS, em ambos os casos com pico em 10-12 M. Em adição, TNFa estimula a atividade catalítica de NOS. O pré-tratamento com TNFa em baixa dose (10-12 M) inibe a sinalização anorexigênica insulino-dependente. Esse efeito é abolido em camundongos iNOS mas não em camundongos nNOS knockout. Portanto, o efeito inibitório exercido pela baixa dose de TNFa sob a inibição da ingestão alimentar induzida por insulina depende, pelo menos em parte, da expressão de iNOS. Embora nNOS hipotalâmica seja induzida por TNFa, esta não participa da modulação TNFa-dependente dos sinais anorexigênicos da insulina.Abstract: Obesity has reached epidemic proportion in several regions of the world. General changes in life-style, including consumption of fat-rich food, are amongst the most important factors leading to an unprecedented increase in the prevalence of this disease. In a recently work on our laboratory, we showed that high fat feeding (hyperlipidic diet) induced the expression of several pro-inflammatory cytokines and inflammatory responsive proteins in hypothalamus, like TNFa, IL-2, IL-6 e IL-lß. The cytokine TNFa, acting on the hypothalamus, modulates food intake and energy expenditure through mechanisms incompletely elucidated. Here, we explored the hypothesis that, to modulate insulin-induced anorexigenic signaling in hypothalamus, TNF-a would require the synthesis of NO. TNF-a activates canonical intracellular signaling in hypothalamus, peaking at 10-8 M. This is accompanied by the induction of expression of the inducible and neuronal forms of NOS, in both cases peaking at 10-12 M. In addition TNF-a stimulates NOS catalytic activity. The pre-treatment with TNF-a at low dose (10-12 M) inhibits insulin-dependent anorexigenic signaling. This effect is abolished in iNOS but not in Nnos knockout mice. Thus, the inhibitory effect exerted by low dose TNF-a upon the insulin-induced inhibition of food intake depends, at least in part, on the expression of iNOS. Although hypothalamic nNOS is induced by TNF-a it does not participate on TNF-a-dependent modulation of the insulin anorexigenic signals.MestradoCiencias BasicasMestre em Clinica Medic

Neuropathy of Gastrointestinal Chagas' Disease: Immune Response to Myelin Antigens

Most reports of autoimmune response during infection with the parasite Trypanosoma cruzi have dealt with the cardiomyopathic form of Chagas' disease, but little is known about the mechanisms of tissue damage involved in the gastrointestinal form, which was studied here. Chronically infected patients with a severe gastrointestinal form of Chagas' disease present increased antibody production and proliferative responses to peripheral myelin components, such as myelin basic protein (MBP), which is homologous to the P1 protein fraction of peripheral myelin. T lymphocytes preferentially recognize a region on the MBP molecule (1-30), which suggests that the MBP is a potential target on the peripheral nerve for autoimmune reactions in patients with gastrointestinal lesions resulting from Chagas' disease. Copyright (C) 2008 S. Karger AG, BaselFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Reduction of Hypothalamic Protein Tyrosine Phosphatase Improves Insulin and Leptin Resistance in Diet-Induced Obese Rats

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 after high-fat feeding, improved leptin and insulin action and signaling in hypothalamus, and may also have a role in the improvement in glucose metabolism in diabetes-induced obese rats