Análise da expressão de TNF-alpha e CD133 no pâncreas após o transplante de células de medula óssea em camundongos hiperalimentados durante a lactação / Analysis of TNF-alpha and CD133 in pancreas after transplantation of bone marrow cells in overfeeding mice during lactation

Estudos populacionais, assim como modelos animais demonstram que além dos fatores já conhecidos, como uma dieta não balanceada e sedentarismo, insultos nutricionais no período gestacional ou durante a lactação, causam alterações metabólicas importantes que levam ao surgimento da obesidade, Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) e doenças cardiovasculares em longo prazo. Nesse estudo, analisamos o pâncreas de camundongos hiperalimentados adultos (150 dias) e camundongos hiperaliemntados jovens (21 e 28 dias). Os camundongos hiperalimentados de 21 dias receberam transplante de células mononucleares de medula óssea (CMO) e o resultado desse transplante foi observado aos 28 dias, quando os animais foram sacrificados. Nós investigamos: a apoptose das células beta através do fator pró-apoptótico Bax; a proliferação das células da ilhota pancreática através do antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA); a expressão da citocina TNF-alpha, relacionado com a resistência à insulina em animais obesos e a expressão de células tronco CD133 com o objetivo de estudar a participação dessa célula na renovação da massa de células beta durante o estabelecimento da DM2. As análises das proteínas citadas no pâncreas foram realizadas através de microscopia de luz, microscopia confocal, microscopia eletrônica e Western blotting. O peso dos animais, a morfometria das ilhotas pancreáticas, bem como os níveis de glicose e insulina plasmáticos também foram determinados. Nossos resultados confirmaram que os camundongos hiperalimentados adultos apresentavam elevados níveis de glicose e insulina plasmática quando comparados ao grupo controle. Além disso, camundongos hiperalimentados adultos apresentaram aumento na expressão de Bax, indicando apoptose das células beta, maior expressão de TNF-alpha nas ilhotas pancreáticas, e presença de células CD133 nas ilhotas e ductos pancreáticos de camundongos hiperalimentados. Ao analisarmos os animais com 21 dias também observamos elevados níveis...

Population studies as well as animal models show that besides the factors already known as an unbalanced diet and sedentary lifestyle, nutritional insults during pregnancy of during lactation, causes important metabolic changes that lead to the emergence of obesity, type 2 diabetes mellitus (DM2) and cardiovascular diseases in long-term. In this study, we analyzed the pancreas of overfed adult mice (150 days) and young mice (21 and 28 days). At day 21, overfed mice were transplanted with bone marrow mononuclear cells (BMCs) and the results of this transplantation were observed at day 28. We investigated beta-cell apoptosis through pro-apoptotic factor Bax, the proliferation of pancreatic islet cells by proliferating cell nuclear antigen (PCNA), expression of TNF-alpha which has been linked to insulin resistance in obese animals and the expression of CD133 stem cells, in order to study the participation of this cell on the recovery of beta-cell mass during the establishment of DM2. The protein analysis, were performed using light microscopy, confocal microscopy, electron microscopy and Western blotting. The animals weight, morphology of pancreatic islets, as well as plasma levels of glucose and insulin were also determined. Our results confirmed that adult overfed mice had high levels of blood glucose and insulin when compared to control mice. Moreover, overfed adult mice showed an increased expression of Bax, indicating apoptosis of beta cells, also confirmed by transmission electron microscopy, increased expression of TNF-alpha in pancreatic islets when compared with the control group, and interestingly we observed the presence of CD133 cells in the pancreas of overfed mice. By analyzing the animals with 21 days, we also observed high levels of blood glucose and insulin in the overfed group, but we did not observe Bax expression at this lifetime. The expression of TNF-alpha was also increased in pancreas of overfed mice at day 21...

Efeito da superalimentação na lactação sobre a regulação da composição corporal, homeostase glicêmica, perfil lipídico, função tireoideana e sinalização da leptina em ratos jovens e adultos / Effect of overfeeding during lactation on the regulation of body composition, glucose homeostasis, lipid profile, thyroid function and leptin signaling in young and adult rats

Ratos criados em ninhadas reduzidas são utilizados como modelo experimental para o estudo dos efeitos imediatos e tardios da superalimentação pós-natal. Nesse trabalho estudamos algumas alterações decorrentes do sobrepeso no início da vida em animais jovens e adultos. Avaliamos a composição corporal e as concentrações séricas de glicose, insulina, leptina, adiponectina, hormônios tireoideanos e TSH, além do perfil lipídico e das proteínas totais séricas e suas frações. Também analisamos a tolerância à glicose, atividades D1 e GPDm em fígado e as proteínas da cascata de sinalização da leptina (Ob-R, JAK2, STAT3, p-STAT3 e SOCS3) no eixo hipotálamo-hipófise-tireóide (HHT). Para induzir a superalimentação, as ninhadas foram ajustadas para 3 filhotes machos/rata lactante a partir do 3º dia de lactação (grupo S). O controle (grupo C) permaneceu com a ninhada completa (dez filhotes/rata lactante) até o desmame (21º dia). O consumo alimentar foi maior no grupo S desde o desmame até os 180 dias, caracterizando uma hiperfagia persistente. A massa corporal, acompanhada durante todo o crescimento, foi maior no grupo S aos 21 dias, mantendo-se assim até os 180 dias de idade. As gorduras visceral e total foram maiores nos animais superalimentados tanto ao desmame como na vida adulta. Em relação à gordura subcutânea, observamos aumento somente nos animais jovens. A massa protéica corporal e o HDL-c sérico foram maiores aos 21 dias, embora menores aos 180 dias de idade. Ao desmame, os animais do grupo S apresentaram aumento nas proteínas totais, albumina e globulina. Já na vida adulta, estes animais apresentaram menor albuminemia e maior globulinemia, sem alterar as proteínas totais. Verificamos maiores concentrações séricas de glicose, insulina, leptina, T3, T4 e TSH, sem alteração na adiponectina no grupo S aos 21 dias. Os animais jovens do grupo S apresentaram maior atividade D1 e menor atividade GPDm no fígado. Aos 180 dias, detectamos somente menor T3 e T4 séricos...

Rats raised in small litters have proven to be an appropriated experimental model to study the consequences of overnutrition during the critical perinatal period. We aimed to study some alterations induced by overweight in early life of young and adult animals. We analyzed the body composition, the serum levels of glucose, insulin, leptin, adiponectin, thyroid hormones and TSH, as well as, the lipid profile and the total proteins and its fractions. We also analyzed the glucose tolerance test in adulthood, liver D1 and mGPD activities and the proteins of leptin signaling pathway (Ob-R, JAK2, STAT3, p-STAT3 e SOCS3) in the HPT axis. To induce early postnatal overnutrition, the litter size was reduced to 3 pups male/litter (small litter-SL group). In control group (normal litter-NL group), the size litter was adjusted to 10 pups/litter until to weaning (21st day). The food intake was higher in the SL group since weaning until adulthood, characterizing the hyperphagia. The body weight of the SL group was higher at 21 days-old and 180 days-old compared to NL group. The visceral and total fat mass were hither in both young and adult SL animals. The protein mass and serum HDL-c were higher at 21 days and lower at 180 days old. The young SL animal presented higher total proteins, albumin and globulin, while the adult SL animals presented lower albumin, higher globulin, with no change in the total proteins. At 21 days-old, we verifies in SL group higher levels of glucose, insulin, leptin, thyroid hormones and TSH, with no change in serum adiponectin. The SL young animals presented higher D1 and lower mGPD activities in liver. At 180 days-old, we only observed lower T3 and T4 levels, and glucose intolerance 2 hours after glucose administration. About leptin signaling pathway in hypothalamus, we observed lower JAK2, lower p-STAT3 and higher SOCS3 expression in the of adult SL animals. In pituitary, the SL group presented higher Ob-R, JAK2 and P-STAT3 content...

Efeitos da hiperalimentação no início da vida sobre a programação dos metabolismos sistêmico e cardíaco dos filhotes / Effects of overfeeding in early life on the programming of systemic and cardiac metabolism of offspring

Introdução: Estudos populacionais e investigações em modelos animais demonstraram que um ambiente perinatal adverso, incluindo a hipernutrição materna, está associado com consequências metabólicas em longo prazo, particularmente a obesidade, a Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) e as doenças cardiovasculares. No presente estudo, nós primeiro investigamos a associação entre a hiperalimentação através da redução da ninhada com alterações nas cascatas de sinalização da insulina e da leptina nos corações de ratos Wistar no início da vida. Em um segundo momento, nós investigamos adaptações metabólicas, genéticas e cardíacas nas proles de camundongos C57BL/6J, cujos pais foram alimentados com uma dieta hiperlípidica (DH) antes do acasalamento, e cujas mães permaneceram nesta mesma dieta durante a gestação e a lactação. Métodos: Para a primeira parte do nosso estudo, ratos Wistar machos foram hiperalimentados através da redução da ninhada para apenas 3 filhotes. Aos 10 e 21 dias de vida, proteínas-chave como, os receptores de insulina e de leptina, a PI3-quinase, a JAK2, a STAT3 e o GLUT4 foram medidas por Western Blotting. Além disso, o peso dos filhotes, bem como os níveis plasmáticos de glicose, insulina e leptina foram determinados. Para a segunda parte do estudo, camundongos C57BL/6J foram alimentados por uma dieta controle ou por uma DH por 4 semanas antes do acasalamento, e as fêmeas grávidas foram mantidas nestas mesmas dietas até o desmame. Após o desmame, os filhotes foram alimentados ou com uma ração controle (PCC e PHC), ou com uma DH (PCH e PHH) por 9 semanas. Aos 3 meses, o metabolismo sistêmico, a função e o metabolismo cadíacos, bem como a expressão gênica foram investigados nos machos. Resultados: Ratos hiperalimentados através da redução da ninhada apresentaram sobrepeso, tiveram altos níveis plasmáticos de insulina e leptina, e um aumento no conteúdo cardíaco de todos os componentes das cascatas de sinalização da insulina e da leptina investigados...

Introduction: Population studies and investigations in animal models have shown that adverse peri-natal environments, including maternal overnutrition, are associated with long-term metabolic consequences, particularly obesity, insulin resistance, type 2 diabetes and cardiovascular diseases. In the present study, we first investigated the association between overfeeding through litter size reduction and alterations in insulin and leptin signaling in the hearts of Wistar rats at early life. At a separate occasion, we analyzed metabolic, genetic and cardiac adaptations in the male adult offspring of C57BL/6J mice, whose parents were fed a high-fat diet (HFD) before breeding, and whose mothers were kept in the HFD throughout gestation and lactation. Methods: For the first part of the study, Wistar rats were overfed through litter size reduction to only three pups. At 10 and 21 days of life, key proteins such as insulin receptor, leptin receptor, PI3-kinase, JAK2, STAT3, and GLUT4 were measured by Western Blot. Furthermore, the pups' weight and the plasma levels of insulin, leptin and glucose were determined. For the second part of the study, the parents were fed either control or HDF for 4 weeks before breeding, and the pregnant females were kept on the same respective diets until weaning. After weaning, the offspring were fed either normal chow (Control and PHF) or a HFD (Cont-HF and PHF-HF) for 9 weeks. At 12 weeks, systemic metabolic parameters, cardiac function and metabolism, and gene expression were investigated. Results: Rats overfed through litter size reduction were overweight, had high insulin and leptin plasma levels, and increased cardiac content of all components from insulin and leptin signaling cascades investigated, leading to an increased translocation of GLUT4 at 10 and 21 days of age. At 12 weeks, body weight, body fat and plasma levels of insulin, adiponectin and leptin were unchanged in PHF mice. Moreover, these mie had improved gluycose...