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Centro Biomédico
               Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
                   Departamento de Ciências Fisiológicas
                     Laboratório de Fisiologia Endócrina

                   Risco cardiometabólico: dos estudos
                   populacionais às bases moleculares

         Programação neonatal da obesidade

                         Egberto Gaspar de Moura
                         egbertomoura@globo.com




Bogotá, 2010
Epidemiology
Sindrome metabólica ou Risco cardiometabólico


       Diabetes mellitus
             tipo 2


  Cardiovascular diseases
                                                                                            Hypertriglyceridemia

           Hypertension
                                                                                                    Low HDLc



                                                                                        Higher risk of cancer (breast,
                                                                                        cólon, próstate, esophagous,
                                                                                          endométrium and kidney)‫‏‬




Masuo et al., 2009; Nakatsuji et al., 2009; Maiti et al., 2009; Kshatriya et al., 2010; Furukawa et al., 2010; Oliveira et al., 2010.
Obesidade Infantil




                                                    Uma criança obesa é um adulto obeso
                                                            (Serdula et al., 1993)‫‏‬




Maternal influence, solid food before 3 months of lactation, maternal smoke habits
                                 (Brophy et al., 2009)
PROJETO DE EXTENSÃO
ILHA GRANDE – coordenador
José Firmino Nogueira Neto/Elaine de Oliveira

                              Trabalho Educativo:
                              ensinar             a
                              importância        de
                              hábitos   de     vida
                              saudável para alunos
                              e seus familiares,
                              estimulando a boa
                              alimentação e a
                              prática de atividade
                              física.
PROJETO DE EXTENSÃO
                    Atividades
                  realizadas até o
                     momento:

                  Palestras, aulas de
                   atividade física,
                  escola de postura,
                 oficinas de preparo
                     de alimentos
                 saudáveis e exames
                   de sangue para
                    detectar casos
                   dislipidemias. E
                     atendimento
                    individual das
                     pessoas com
                     desequilíbrio
                      nutricional.
Maternal undernutrition during gestation or lactation is
                     associated with overweight at adulthood
                     (Ravelli e cols, N Engl J Med, 295: 340, 1976 – Dutch famine)

     Fetal or developmental origins of disease (Barker’s hipothesis)
     The metabolic syndrome can be, at least in part, caused by
     neonatal malnutrition.
     (British Medical Journal, 311:171, 1995)


Epidemiological studies:

Reino Unido - Osmond et al, BMJ,307:1519, 1993
Índia - Stein et al, Lancet, 348:1269, 1996
Estados Unidos - Rich-Edwards et al, BMJ, 315:396, 1997
Suécia - Leon et al, BMJ, 317:241,1998
Brasil - Sichieri et al, Int J Obes Relat Metab Disord 24:614, 2000




   Rosely Sichieri
Programming
        hormones                               nutrition                              environment



  Histone acethylation           Gestation or lactation
  SIRT1

          Epigenetic imprinting                               DNA Methylation



                                        PROGRAMMING


INITIAL CONDITIONS REMAINS                                                     INITIAL CONDITIONS
                                                                                    CHANGED
                                                 ADULTHOOD
                                                                                         DISEASES
    BETTER FITNESS

          (Lucas et al, 1998; Baker et al, 2002; Moura & Passos et al, 2005; De Moura et al, 2008)
International Society for Developmental
          Origins of Health and Disease:
Sept 22, 2010   Revista da FAPESP 2011
• Due to great famine that was prevalent in all History, the
  humans are the most economical energy machinery,
  thanks to natural selection.




             • Till the last part of XX century…
10.000 years and the genes did not change
                                        Macaulay et al, Am. J. Human Genet, 1999, 64: 232-249.
FATORES                                                           FATORES
     NUTRICIONAIS                                                       HORMONAIS
      Desnutrição                                                 Hipertiroxinemia
        protéica                                                  Hiperleptinemia
      Desnutrição
        calórica         Programação                             Hipoprolactinemia

   Dieta hiperlipídica                                Fatores ambientais
     Supernutrição
                                                   (disruptores endócrinos)
      Dieta rica em
         linhaça
                                 Ingestão alimentar          nicotina              Cravo et al. 2002
   Desmame precoce                                                              Teixeira et al. 2003
                                                                                     Lins et al. 2005
Passos et al. 2000
                            Massa e composição corporais                          Toste et al. 2006a
Passos et al. 2002                                                                Toste et al. 2006b
Dutra et al. 2003
                               Comprimento naso-anal                            Bonomo et al. 2007
Vicente et al. 2004                                                                Dutra et al. 2007
Passos et al. 2004
                         Leptinemia e sinalização da leptina                      Passos et al. 2007
Brito et al. 2006                                                             Trevenzoli et al. 2007
Fagundes et al. 2007
                            Função tireoideana e adrenal                        Bonomo et al. 2008
Moura et al. 2007                                                                 Moura et al. 2008
Lisboa et al. 2008
                                Homeostase glicêmica                              Moura et al. 2009
Rodrigues et al. 2009                                                    Fraga-Marques et al, 2009
Fagundes et al. 2009                Dislipidemias                                 Passos et al. 2009
Figueiredo et al. 2009                                                     Pereira-Toste et al. 2009
Troina et al, 2010       Alteracoes neuro-comportamentais                         Lisboa et al. 2010
Rodrigues et al. 2011                                                    Fraga-Marques et al, 2010
Conceição et al. 2011           Morfologia adipócito                         Trevenzoli et al, 2010a
Figueiredo et al. 2011                                                      Trevenzoli et al, 2010b
Lima et al. 2011                 Esteatose hepática                                 Trotta et . 2011
TRH   (Legradi et al., 1997)




(Ortiga-Carvalho et al., 2002)




     Adrenal
Higher fat diet increases SOCS-3 and impairs STAT3 response to leptin




                   De Souza et al. Endocrinology 146: 4192 (2005)
Howard & Flier, Trends in Endocrinology and Metabolism, 17:365 (2006)
Nutritional imprinting and programming

                                                      Energie restriction - ER
Protein restriction      PR Lactation ER              (60% of control food intake)
(8% X 23%) - PR


                                  dams

                             weaning

                         Standard diet


                                 Adult
                                 offspring




    Passos MCF, Ramos CF & Moura EG. NUTRITION RESEARCH, 20(11):1605-1614, 2000
bioactives
       substances
       in the milk




Leptin (Pinotti & Rossi 2006, Whitley et al
2005; Zanardo et al 2006, Ozkan et al 2005,
Bonomo et at 2005)

Adiponectin (Bronsky et al, 2006)




                                              Grosvenor et al, 1992
Leptin and prolactin, but not corticosterone,
modulate body weight and thyroid function in
protein-malnourished lactating rats
Lisboa et al (2006) Horm Metab Res 38: 1–5
                                                Patrícia Lisboa
Undernourishing
   the mothers

   more T3 and
leptin to the pups,
  less prolactin
 May these factors program for
obesity and thyroid dysfunction?
Absence of Anorectic Effect to Acute Peripheral Leptin
   Treatment in Adult Rats whose Mothers Were
           Malnourished During Lactation
  MCF Passos, LL Vicente, PC Lisboa, EG Moura
          Horm Metab Res 2004; 36: 1–6
T4 Programming



                      1 to 10th day of lactation

          Thyroxine                                SALINE
    50g/100g PC, i.p.,
          daily




11 days           60 days             11 days               60 days
Thyroid Function and Body Weight Programing by Neonatal
Hyperthyroidism in Rats – The Role of Leptin and Deiodinase Activities

                Moura et al (2008) Horm Metab Res 2008 40: 1 – 7




                                                Higher adiposity
                                                Higher leptin
                                                Lower T3, T4 and TSH
Prolactin inhibition in late-lactation (early weaning model)
                                                           Wistar Rats

      19, 20 e 21 days
      of lactation


                                             Control                     Bromocriptine   (Novartis)
                                           saline 2x/dia                  1mg 2x/day




          180 days



(Bonomo et al, 2005; Bonomo et al, 2007)         C                            BRO
(+20%)                                       (+41%)




(+3x)




         Leptina sérica (ng/ml)
                                  20
                                               *
                                  15

                                  10

                                  5

                                  0
                                       CON   BRO
Central Leptin resistance
Prolactin inhibition at the end of lactation programs for
             a central hypothyroidism in adult rat

 Bonomo et al (2008) Journal of Endocrinology 198: 331-337.


                            C                         BRO
 TSH                   1,04  0,05                 0,51 0,07*
(ng/ml)
  T3                  33,31  2,29                25,59  2,03*
(ng/dl)
  T4                   2,04 0,16                 1,61  0,09*
(µg/dl)
Glucose homeostasis


                        (+16%)




                         (+24%)               (-16%)




Moura et al., J Physiol. 587:4919-29, 2009.
Lipid profile
                         (+30%)               (+147%)




                           (- 28%)             (+49%)




Moura et al., J Physiol. 587:4919-29, 2009.
Passos et al., HMR 2011
Early weaning model by mechanical
            inhibition of suckling




Early weaning causes undernutrition for a short period and programmes
some metabolic syndrome components and leptin resistance in adult
rat offspring - Silva Lima et al., Br J Nutr, 2011.
Body composition
                   25        *
                   20
         MGV (g)




                   15

                   10
                                                           C        DP
                    5

                    0

                        C    DP




                   18
                             *                         8
                                                               *
Gordura (g/100g)




                   15




                                     Leptina (ng/mg)
                   12
                                                       6
                   9
                   6                                   4
                   3
                   0                                   2
                        C    DP
                                                       0

                                                           C   DP
Leptin signaling pathway
                                                                                                                                                                                           C   DP
                                                  C   DP                                                               C   DP                                               STAT 3
                                      Ob-R                                                              JAK2
                                                                                                                                                                            -actina
                                                                                                        -actina
                                      -actina                                                                                                                         12
                              12                                                                 10.0




                                                                                                                                          STAT-3 hipotálamo 180 dias
                                                                    JAK2 Hipotálamo 180 dias
Ob-R Hipotálamo 180 dias




                                                                      (unidades arbitrárias)




                                                                                                                                             (unidades arbitrárias)
  (unidades arbitrárias)




                                                                                                  7.5                                                                  9
                                  9

                                                                                                  5.0                            *                                     6
                                  6

                                                                                                                                                                       3
                                  3                                                               2.5

                                                                                                                                                                       0
                                  0                                                               0.0
                                                                                                                                                                                       C            DP
                                              C                DP                                              C                 DP



                                                  C    DP
                                       p-STAT                                                                          C    DP
                                                                                                        SOCS-3
                                       -actina
                                                                                                 17.5   -actina
                                                                                                                                     *
                                                                    SOCS-3 Hipotálamo 180 dias




                              9
pSTAT-3 hipotalámo 180 dias




                              8                                                                  15.0
                                                                       (unidades arbitrárias)
   (unidades arbitrárias)




                              7                            *
                              6
                                                                                                 12.5
                                                                                                                                                                             Central leptin
                              5
                                                                                                 10.0
                              4                                                                   7.5                                                                         resistance:
                              3
                              2
                                                                                                  5.0                                                                       hyperphagia and
                              1                                                                   2.5
                              0                                                                   0.0                                                                           obesity.
                                          C                DP
                                                                                                                   C                 DP
DEXA – absortometria de raio X de dupla
              energia




                            Animais anestesiados
                           antes do procedimento.
Maior adiposidade central e corporal
      confirmados pelo DEXA
Adipocyte morphology
Área dos adipócitos subcutâneo (  m2)




                                            7000        *
                                            6000
                                            5000
                                            4000
                                            3000
                                            2000
                                            1000
                                              0

                                                   C    DP

                                                                Adipocyte hypertrophy – subcutaneous
                                                                     (above) and visceral (bellow)
       Área dos adipocitos vicerais (m2)




                                            8000            *
                                            7000
                                            6000
                                            5000
                                            4000
                                            3000
                                            2000
                                            1000
                                               0

                                                   C     DP
Glucose homeostasis
                                 80               *                           30
                                 70




                                                          Insulina (UI/mL)
Glicemia (mg/dL)




                                 60
                                                                              20
                                 50
                                 40
                                 30                                           10
                                 20
                                 10
                                  0                                           0

                                       C          DP                               C   DP



                                 3.5                                          90       *
          Adiponectina (ug/ml)




                                 3.0
                                 2.5                                          60
                                 2.0
                                 1.5                  *       IRI
                                                                              30
                                 1.0
                                 0.5
                                                                               0
                                 0.0
                                                                                   C   DP
                                           C       DP
Serum lipid profile

                Groups     180 days
                                                                                     +95%
                  C      77.33 ± 2.80                              90           *




                                          Triglicerídeos (mg/dL)
   Total
 cholesterol
                 DP      79.36 ± 1.82                              60



                  C      20.08 ± 0.40                              30
   HDL-c
                 DP      22.00 ± 0.88                              0

                                                                           C    DP
                  C      45.42 ± 2.52
   LDL-c
                 DP      40.67 ± 2.53

                  C      39.69 ± 2.52
Triglycerídes
                 DP      77.77 ± 7.55 *                                 Hyperphagia
                  C      11.54 ± 0.90
  VLDL-c
                 DP      15.62 ± 1.52
Prolactinemia

                     8
Prolactina (ng/mL)




                     6

                                                            *      Hypoprolactinemia X
                     4
                                                                Hyperleptinemia of the adult
                     2                                                   offspring.

                     0

                                               C           DP



                                           8
                                                       *
                         Leptina (ng/mg)




                                           6

                                           4

                                           2

                                           0

                                                   C   DP

                                                                                Moura et al., 2009
Nobre et al., Br. J. Nutr, 2011
Nobre et al., Br. J. Nutr, 2011
Nobre et al., Br. J. Nutr, 2011
Modelo Experimental de Redução da Ninhada
                                   (Rodrigues et al., 2009; 2010)‫‏‬


                         Ajuste ninhada



                  Dias

                         0     3
Superalimentado
Modelo Experimental de Redução da Ninhada
                                   (Rodrigues et al., 2009; 2010)‫‏‬


                         Ajuste ninhada              Desmame


                  Dias

                         0     3                         21
Superalimentado




                                      3

                  Dias

                         0                                  21
   Controle




                                      10
Modelo Experimental de Redução da Ninhada
                                   (Rodrigues et al., 2009; 2010)‫‏‬


                         Ajuste ninhada             Desmame            Experimento



                  Dias

                         0     3                         21                          180
Superalimentado


                                                                     ♂ gaiola


                  Dias

                         0                               21                          180
Controle


                                                                      ♂ gaiola
Evolução de massa corporal




                                                                            14 dias de vida

                     80
                                                          *
                     70
Massa corporal (g)




                     60
                     50                                                             S
                     40
                     30                                                 C
                     20
                     10
                     0
                          0   3   6     9    12      15       18   21
                                      Idade (dias)
Evolução de consumo

                           40
Consumo de ração (g/dia)




                                                                        *                 *
                           30                                                                                            Controle
                                                   **                                                   *                Superalimentado
                           20                                                                       *
                                          *
                           10


                           0
                                0             30            60                 90   120       150            180
                                                                     Idade (dias)




                                      Hiperfagia                                                Normoleptinemia
                                 Resistência à leptina e
                                à insulina no hipotálamo                               SOCS3  JAK2 => inibição da via
                            (Davidowa et al., 2007; Rodrigues et al., 2009)‫‏‬
                                                                                                        (Rodrigues et al., 2010)‫‏‬
Rodrigues et al., J. Physiol. (London), 2009

                                                          Body adiposity
                                          % fat

                                     21 days                                                           180 days

                      15.0
                                                                                               12.5
                      12.5      *                                                                         *
                                                                 *
(g/100g de carcaça)
 massa de gordura




                                                                         (g/100g de carcaça)
                                                                                               10.0




                                                                          massa de gordura
                      10.0

                       7.5                                                                      7.5

                         4
                                                                                                5.0
                         2                                                                                                    *
                                                *                                               2.5
                         0
                                                                                                0.0

                             Total          Visceral      Subcutaneous
                                                                                                      Total             Visceral       Subcutaneous
                                Control          Early overfed
                                                                                                              Control         Early overfed
Rodrigues et al., J. Physiol. (London), 2009
Body mass and visceral fat mass

                     600
                     525                                                                *
Massa corporal (g)


                     450
                                                                 *                                       Controle
                     375                                                                                 Superalimentado
                     300
                     225
                     150
                           75
                                                  *
                                            0
                                             10       35     60        85       110    135   160   185
                                                                      Idade (dias)

                                            30
                     MGV/Massa da carcaça




                                                                            *
                                            20


                                            10


                                             0

                                                      Controle       Superalimentado
Adipocyte morphology

                                           Retroperitoneal
                                    8000                      *
adipócitos ( m 2)                  7000                                    Control   Early overfed
                                    6000
    Área dos



                                    5000
                                    4000
                                    3000
                                    2000
                                    1000
                                       0

                                             Controle   Superalimentado




Inguinal
                                    8000                                    Control     Early overfed
     Área dos adipócitos (  m2 )




                                    7000
                                    6000
                                    5000
                                    4000
                                    3000
                                    2000
                                    1000
                                       0

                                             Controle     Superalimentado


                                                           Conceição et al., HMR 2011
Leptin content on visceral and subcutaneous adipocyte

                       Retroperitoneal                                                 Inguinal
                                                                                 250
                       250




                                                          Expressão de Leptina
                                                                                 200




                                                            (% do Controle)
Expressão de leptina




                       200
  (% do controle)




                                                                                 150
                       150
                                                                                 100
                       100
                                              *                                  50
                        50

                         0                                                         0

                             Controle   Superalimentado                                    Controle         Superalimentado




                                                                                              ( Rodrigues et al., 2009)‫‏‬
Total catecholamine on the adrenal medullae

                                                     150
                       hidroxilase (% do controle)
                           Expressão Tirosina




                                                     100
                                                                                               Tyrosine hydroxilase
                                                     50


                                                       0

                                                            Controle   Superalimenado


                                                                                                     MAIOR
                                                                                            Conteúdo de Catecolaminas
                       35
                                                                                   *
Conteúdo absoluto de




                       30
 catecolaminas ( M)




                       25
                       20
                                                                                                       ?
                       15
                       10                                                                         Mecanismos de
                                   5                                                                 secreção
                                   0                                                               ALTERADOS
                                                           Controle      Superalimentado
                                                                                             MAIOR             MENOR
                                                                                           Secreção ?         Secreção ?
Higher systolic blood pressure


                          200
Pressão arterial (mmHg)




                                                 *
                          150

                          100

                          50                                 Higher adrenaline
                                                                  action
                           0

                                Controle   Superalimentado
Neonatal leptin treatment programmes leptin hypothalamic resistance and
              intermediary metabolic parameters in adult rats
FP Toste, EG Moura, PC Lisboa, AT Fagundes, E Oliveira & MCF Passos
               British Journal of Nutrition (2006) 95, 830-837
C

                       5.5                                         *                                      Lep
Serum leptin (ng/ml)

                       5.0
                       4.5
                       4.0
                       3.5                                                                         *
                       3.0
                       2.5
                       2.0
                       1.5
                       1.0
                       0.5
                       0.0

                             21                               30                60           150
                                                                   Age (d)
                                                                                                                           C

                                                     150                                                                   Lep
                                                                                                                       *
                                  Serum insulin




                                                     100
                                                  (µIU/mL)




                                                                                              *
                                                             50


                                                              0

                                                                           21           30                60     150
                                                                                                   Dias

                                                                       Tostes et al., Br. J. Nutrition 95:830, 2006
Hypoadiponectinemia



                                5
                                                                   C
Serum adiponectin
                                4                                  Lep
                    (  g/ml)

                                3
                                              *
                                2                              *
                                1

                                0

                                         30              150
                                                  Days
Hepatic esteatosis




Trevenzoli et al., Horm Metab Res. 2010
Dutra et al., Reg Peptide, 2011
Neonatal hyperleptinaemia programmes anxiety-like
 behavior and higher novelty seeking in adult rats

Fraga-Marques et al. Horm Behav 55(2):272-9, 2009.




                                               Braço fechado
                                                   Centro
                                                Braço aberto




                                   10 MINUTOS DE TESTE

                               0                         10
Neonatal hyperleptinaemia programmes anxiety-like
 behavior and higher novelty seeking in adult rats




                                      SESSÃO ÚNICA
                                                     DIAS



                                    10 MINUTOS DE TESTE

                                0                     10

           Is obesity a chemical addiction?
Blocking Leptin Action One Week After
                            Weaning Reverts most of the
                            Programming Caused by Neonatal
                            Hyperleptinemia in the Adult Rat


                                        Trotta et al., HMR 2011
                   1° dia          10° dia       29° e 30° dias
                 Início do         Fim do         Tratamento
             tratamento com     tratamento           com o
Nascimento     leptina (Lep)    com leptina      anticorpo 3µg       190° dia
 Ajuste da    8g Lep/100g        e salina        antilep/100       Sacrifício
   prole     MC(s.c) e salina
                                                  MC e salina
 (18 mães)          (s.c)
                                                     (s.c)
Liver Sirt1 protein content
                                                #
                      1.75                      @
                                            *
                      1.50



    relactive to CS
                      1.25
      Sirt1/Cyclo     1.00
                      0.75
                      0.50
                      0.25
                      0.00

                             CS   LS   CA   LA


                                                 SIRT1
Neonatal hyperleptinaemia programmes adrenal
medullary function in adult rats: effects on cardiovascular
parameters

IH Trevenzoli, MMR Valle, FB Machado, RMG Garcia, MCF Passos, PC Lisboa
& EG Moura. J Physiol 580.2 (2007): 629-637




                                                                 caffeine
IH Trevenzoli, MMR Valle, FB Machado, RMG Garcia, MCF Passos, PC
                        Lisboa & EG Moura.
                  J Physiol 580.2 (2007): 629-637
Smoking on gestation and/or lactation




             Higher prevalence of adiposity during development


(Morley et al, 1995; Vik et al, 1996; Von Kries et al, 2002; Blake et al, 2000; Toschke et al, 2002; Wideroe et al, 2003; Bergmann et al, 2003)
Tabagismo & Lactação

   apesar de parar de
  fumar na gestação,                                                 a nicotina pode ser
      muitas mães                                                      transferida pelo
   retomam o hábito                                                      leite materno
      na lactação                                                      (taquicardia no
                                                                            lactente)




                                                                  mães fumantes se
                                                                  abstém de fumar
                                                                     durante as
                                                                  mamadas ou perto
Luck & Nau, 1984; McBride 1990; Silva et al. 2000; Dahlstrom et
                                                                     dos filhos
al. 2004; Rosemberg, 2004; Giglia et al. 2006; Polańska et al.
2007; Hannöver et al. 2008
Model of neonatal nicotine exposure
                                            Nicotine (6mg/Kg/day)


                                              Saline

                                Osmotic
                                             End of
                                minipumps                     weaning
                                             exposure




                       Day 2                  Day 15           Day 21




  (Elaine de Oliveira e Ana Paula Santos)
Higher adiposity on the 180 days-old adult offspring
                                                                   Oliveira et al., J Endocrinol. 202(3):397-405, 2010
                                                                   Visceral                                                                                                             Subcutâneo
                                                      ÁREA                                                                    PERÍMETRO                                          ÁREA                                                                    PERÍMETRO
                                           5000
                                                                                                                                                                      6000                                                                         300               *
    Área de adipócitos subcutâneos (µm²)




                                                              *                                                                                                                         *




                                                                                                                                                                                                    Perím´troe de adipócitos
                                                                                                                        300               *




                                                                         Perím´troe de adipócitos
                                           4000                                                                                            *




                                                                                                                                                PÁrea de adipócitos
                                                                                                                                                  epididimais (µm²)




                                                                                                                                                                                                                               epididimais (µm²)
                                                                                                    epididimais (µm²)
                                                                                                                                                                      4500
                                                                                                                                                                                                                                                   200
                                           3000                                                                         200
                                                                                                                                                                      3000
                                           2000
                                                                                                                                                                                                                                                   100
                                                                                                                        100                                           1500
                                           1000
                                             0
                                                                                                                                                                         0                                                                           0
                                                                                                                          0
                                                  C          NIC
                                                                                                                              C           NIC                                C          NIC                                                              C           NIC




C                                                                                                                                                                                             C




NIC                                                                                                                                                                                           NIC
Oliveira et al., J Endocrinol. 202(3):397-405, 2009
A prole adulta de mães expostas à nicotina somente na
           lactação desenvolveu resistência central à leptina




De Oliveira et al, 2010
De Oliveira et al, 2010
XIV Latin American Thyroid Society (LATS) Meeting
                                    Lima, Peru
                                August 4th-7th, 2011
DYSFUNCTION OF THE HYPOTHALAMUS-PITUITARY AXIS IN RAT PROGRAMMED BY NEONATAL NICOTINE EXPOSURE
             Pinheiro CR, Oliveira E, Santos-Silva AP, Claudio-Neto S, Manhães AC, Moura EG, Lisboa PC.


                         C                 NIC




                                                 73%                     18%
Conteúdo de catecolaminas adrenais e expressão de TH
                dos filhotes machos programados
                                                                                                                                               TH

                                                                                                                                               Actina


                                                              4                  *                                                     150
                                      Catecolaminas (M/mg)


                                                                                                                                                            *




                                                                                                                     Conteúdo de TH
                                                                                                                     (% do Controle)
                                                              3
                                                                                                                                       100
                                                              2
                                                                                                                                          50
                                                              1

                                                              0                                                                           0

                                                                       C        NIC                                                                     C   NIC




                                                              Secreção in vitro de catecolaminas adrenais


                                                                                             estimulado por cafeína (uM/mg)
                                      0.20


                                                                                               Secreção de catecholamine
                                                                                                                                   0.25
           de catecolaminas (M/mg)




                                      0.15                                                                                         0.20
                Secreção basal




                                                                                                                                                                  *
                                                                                                                                   0.15
                                      0.10                                    como seria a secreção de
                                      0.05
                                                                            catecolaminas frente0.10 outros
                                                                                                  a
                                                                                                0.05
                                                                                estimuladores (Ach) ?
                                      0.00                                                                                         0.00

                                                                   C            NIC                       C                                                       NIC
                                                                           E o nível sérico de adrenalina ??
Pinheiro et al. Horm Metab Res. 2011. No prelo.
500       *




                                 Corticosterona (ng/ml)
                                                          400

                                                          300

                                                          200

                                                          100

                                                           0

                                                                C   NIC




              Como está o eixo CRH-ACTH destes filhotes
                           programados ?



Pinheiro et al. Horm Metab Res. 2011. No prelo.
CRH (green)                        ACTH (red)
             C                      NIC           C            NIC




    Increase of both CRH and ACTH immunostaining in hypothalamus (PVN)
    and pituitary, respectively.


Pinheiro et al. Horm Metab Res. 2011. No prelo.
EXPOSIÇÃO MATERNA A NICOTINA                       FUMO MATERNO
        NA LACTÇÃO




                        OBESIDADE NA VIDA ADULTA




                               HIPOMETABOLISMO


                               HIPOTIREOIDISMO

                   RESISTÊNCIA À LEPTINA E À INSULINA

                           DISFUNÇÃO ADRENAL
SE NÃO MATA, ENGORDA !!!


Mostramos como são complexos os eventos desencadeados pela
exposição materna à nicotina apenas no período crítico da lactação,
que interferem de forma permanente no futuro desenvolvimento
hormonal e metabólico da prole, provavelmente agindo como um
disruptor endócrino e um fator obesogênico.
Exposição materna à fumaça de cigarro na
lactação (modelo de tabagismo ambiental)




                Lactantes Wistar
                 (fumante ativo)

                                         Fumante
                                   passivo ?? ativo ??
MODELO 1                                     Grupo C - Separadas da
Exposição pelo Leite Materno                 Prole

     0 dia               3 dias                4x dia/1h cada                       21 dias       180 dias

                                                                                  Desmame
                                            Grupo EF – mães levadas à caixa de fumaça

                   Ratas Wistar lactantes
   Nascimento




MODELO 2
                                             Grupo C
Exposição Direta
     0 dia               3 dias                4x dia/1h cada                      21 dias        180 dias

                                                                                   Desmame
                                            Grupo EF – Mães e proles expostas à caixa de fumaça

                   Ratas Wistar lactantes
   Nascimento
Modelo 1 : Exposição pelo leite materno
                                                   Prole adulta 180 dias

                  40                                                                                                                     50
                                                                        100




                                                                                                                     Insulina (UI/mL)
Leptina (ng/mL)




                                                                                                                                         40




                                                     Glicemia (mg/dL)
                  30                                                    80
                                                                                                                                         30
                                                                        60
                  20
                                                                        40
                                                                                                                                         20
                  10
                                                                        20                                                               10

                  0                                                      0                                                               0

                       C                        EF                             C                            EF                                 C   EF




                                                                                                      100
                                          2.0


                                                                                   T3 total (ng/dL)
                                                                                                      75
                       T4 livre (ng/dL)




                                          1.5

                                          1.0                                                         50


                                          0.5                                                         25


                                          0.0                                                          0

                                                C                         EF                                     C                            EF
Modelo 1 : Exposição pelo leite materno
                                              Prole adulta 180 dias

Função Adrenal                                                                                C   EF
       Conteúdo de catecolaminas




                                                              TH Medula Adrrenal (u.a)
                                   4000                                                  20


                                   3000                                                  15
               (uM/mg)




                                   2000           *                                      10
                                                                                                  *
                                   1000                                                  5

                                     0                                                   0
                                           C      EF
                                                                                              C   EF




                                                 Corticosterona Sérica ???
Modelo 2: Exposição direta à fumaça
                                                Prole adulta 180 dias
composição corporal & ingestão alimentar

                     500
                                C
Massa Corporal (g)




                     400        EF

                     300

                     200


                           **
                     100

                      0
                       20            60       100                     140        180
                                             Dias




                                                                                                               MGV compartimentos
                                                                                                 15
                                                                                                                                                C
                                                                                                                                                EF
                                                                  5
                                                                            *                    10           * + 61%

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                                                                                                                        Tecido Adiposo
Modelo 2: Exposição direta à fumaça
                                                     Prole adulta 180 dias
                                                                                          100
                  30                                                                                *    + 11%




                                                                       Glicemia (mg/mL)
                                                                                          80
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                                                 *
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                  0

                                       C         EF




                                                     catecolaminas adrenais
                                                               ??

                                 0.4

                                 0.3                 *
                   TSH (ng/mL)




                                 0.2

                                 0.1

                                 0.0

                                           C         EF
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                        Nobre et al., J. Endocrinol, 2011
Magna C.F. Passos – Dep. Nutrição Aplicada, Inst. Nutrição/UERJ
Patricia C. Lisboa – Dep. Ciências Fisiológicas, Inst. Biologia/UERJ
Elaine de Oliveira – PNPD/CAPES-MCT
Carmen C. Pazos-Moura – Inst. Biofísica/Univ. Federal do Rio de Janeiro
Isis Hara Trevenzoli - Inst. Biofisica/UFRJ
Tania Ortiga – Inst. Biofisica/UFRJ
Mabel Carneiro Fraga - pos doc PAPD
Viviane Younes Rapozo – posdoc PNPD
Mariana Sarto Figueiredo – posdoc PDJ CNPq
Graduated Students
•   Ana Paula Santos-Silva - Neonatal nicotine exposure
•   Ellen Conceição - Early overfeeding
•   Juliana Gastão Franco - Resveratrol
•   Jessica Nobre – reprogramming with calcium.
•   Natália Lima - Early weaning
•   Ligia Albuquerque – Programming and bone
    metabolism
•   Carlos Alberto Soares – Canola Oil
•   Nayara Peixoto Silva – Early weaning and esteatosis
•   Cintia Pinheiro Rodrigues - Adrenal

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Risco cardiometabólico: dos estudos populacionais às bases moleculares

  • 1. Centro Biomédico Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes Departamento de Ciências Fisiológicas Laboratório de Fisiologia Endócrina Risco cardiometabólico: dos estudos populacionais às bases moleculares Programação neonatal da obesidade Egberto Gaspar de Moura egbertomoura@globo.com Bogotá, 2010
  • 3. Sindrome metabólica ou Risco cardiometabólico Diabetes mellitus tipo 2 Cardiovascular diseases Hypertriglyceridemia Hypertension Low HDLc Higher risk of cancer (breast, cólon, próstate, esophagous, endométrium and kidney)‫‏‬ Masuo et al., 2009; Nakatsuji et al., 2009; Maiti et al., 2009; Kshatriya et al., 2010; Furukawa et al., 2010; Oliveira et al., 2010.
  • 4. Obesidade Infantil Uma criança obesa é um adulto obeso (Serdula et al., 1993)‫‏‬ Maternal influence, solid food before 3 months of lactation, maternal smoke habits (Brophy et al., 2009)
  • 5. PROJETO DE EXTENSÃO ILHA GRANDE – coordenador José Firmino Nogueira Neto/Elaine de Oliveira Trabalho Educativo: ensinar a importância de hábitos de vida saudável para alunos e seus familiares, estimulando a boa alimentação e a prática de atividade física.
  • 6. PROJETO DE EXTENSÃO Atividades realizadas até o momento: Palestras, aulas de atividade física, escola de postura, oficinas de preparo de alimentos saudáveis e exames de sangue para detectar casos dislipidemias. E atendimento individual das pessoas com desequilíbrio nutricional.
  • 7. Maternal undernutrition during gestation or lactation is associated with overweight at adulthood (Ravelli e cols, N Engl J Med, 295: 340, 1976 – Dutch famine) Fetal or developmental origins of disease (Barker’s hipothesis) The metabolic syndrome can be, at least in part, caused by neonatal malnutrition. (British Medical Journal, 311:171, 1995) Epidemiological studies: Reino Unido - Osmond et al, BMJ,307:1519, 1993 Índia - Stein et al, Lancet, 348:1269, 1996 Estados Unidos - Rich-Edwards et al, BMJ, 315:396, 1997 Suécia - Leon et al, BMJ, 317:241,1998 Brasil - Sichieri et al, Int J Obes Relat Metab Disord 24:614, 2000 Rosely Sichieri
  • 8. Programming hormones nutrition environment Histone acethylation Gestation or lactation SIRT1 Epigenetic imprinting DNA Methylation PROGRAMMING INITIAL CONDITIONS REMAINS INITIAL CONDITIONS CHANGED ADULTHOOD DISEASES BETTER FITNESS (Lucas et al, 1998; Baker et al, 2002; Moura & Passos et al, 2005; De Moura et al, 2008)
  • 9. International Society for Developmental Origins of Health and Disease:
  • 10. Sept 22, 2010 Revista da FAPESP 2011
  • 11. • Due to great famine that was prevalent in all History, the humans are the most economical energy machinery, thanks to natural selection. • Till the last part of XX century…
  • 12. 10.000 years and the genes did not change Macaulay et al, Am. J. Human Genet, 1999, 64: 232-249.
  • 13.
  • 14. FATORES FATORES NUTRICIONAIS HORMONAIS Desnutrição Hipertiroxinemia protéica Hiperleptinemia Desnutrição calórica Programação Hipoprolactinemia Dieta hiperlipídica Fatores ambientais Supernutrição (disruptores endócrinos) Dieta rica em linhaça Ingestão alimentar nicotina Cravo et al. 2002 Desmame precoce Teixeira et al. 2003 Lins et al. 2005 Passos et al. 2000 Massa e composição corporais Toste et al. 2006a Passos et al. 2002 Toste et al. 2006b Dutra et al. 2003 Comprimento naso-anal Bonomo et al. 2007 Vicente et al. 2004 Dutra et al. 2007 Passos et al. 2004 Leptinemia e sinalização da leptina Passos et al. 2007 Brito et al. 2006 Trevenzoli et al. 2007 Fagundes et al. 2007 Função tireoideana e adrenal Bonomo et al. 2008 Moura et al. 2007 Moura et al. 2008 Lisboa et al. 2008 Homeostase glicêmica Moura et al. 2009 Rodrigues et al. 2009 Fraga-Marques et al, 2009 Fagundes et al. 2009 Dislipidemias Passos et al. 2009 Figueiredo et al. 2009 Pereira-Toste et al. 2009 Troina et al, 2010 Alteracoes neuro-comportamentais Lisboa et al. 2010 Rodrigues et al. 2011 Fraga-Marques et al, 2010 Conceição et al. 2011 Morfologia adipócito Trevenzoli et al, 2010a Figueiredo et al. 2011 Trevenzoli et al, 2010b Lima et al. 2011 Esteatose hepática Trotta et . 2011
  • 15. TRH (Legradi et al., 1997) (Ortiga-Carvalho et al., 2002) Adrenal
  • 16. Higher fat diet increases SOCS-3 and impairs STAT3 response to leptin De Souza et al. Endocrinology 146: 4192 (2005)
  • 17. Howard & Flier, Trends in Endocrinology and Metabolism, 17:365 (2006)
  • 18. Nutritional imprinting and programming Energie restriction - ER Protein restriction PR Lactation ER (60% of control food intake) (8% X 23%) - PR dams weaning Standard diet Adult offspring Passos MCF, Ramos CF & Moura EG. NUTRITION RESEARCH, 20(11):1605-1614, 2000
  • 19. bioactives substances in the milk Leptin (Pinotti & Rossi 2006, Whitley et al 2005; Zanardo et al 2006, Ozkan et al 2005, Bonomo et at 2005) Adiponectin (Bronsky et al, 2006) Grosvenor et al, 1992
  • 20.
  • 21. Leptin and prolactin, but not corticosterone, modulate body weight and thyroid function in protein-malnourished lactating rats Lisboa et al (2006) Horm Metab Res 38: 1–5 Patrícia Lisboa
  • 22. Undernourishing the mothers more T3 and leptin to the pups, less prolactin May these factors program for obesity and thyroid dysfunction?
  • 23. Absence of Anorectic Effect to Acute Peripheral Leptin Treatment in Adult Rats whose Mothers Were Malnourished During Lactation MCF Passos, LL Vicente, PC Lisboa, EG Moura Horm Metab Res 2004; 36: 1–6
  • 24. T4 Programming 1 to 10th day of lactation Thyroxine SALINE 50g/100g PC, i.p., daily 11 days 60 days 11 days 60 days
  • 25. Thyroid Function and Body Weight Programing by Neonatal Hyperthyroidism in Rats – The Role of Leptin and Deiodinase Activities Moura et al (2008) Horm Metab Res 2008 40: 1 – 7 Higher adiposity Higher leptin Lower T3, T4 and TSH
  • 26. Prolactin inhibition in late-lactation (early weaning model) Wistar Rats 19, 20 e 21 days of lactation Control Bromocriptine (Novartis) saline 2x/dia 1mg 2x/day 180 days (Bonomo et al, 2005; Bonomo et al, 2007) C BRO
  • 27. (+20%) (+41%) (+3x) Leptina sérica (ng/ml) 20 * 15 10 5 0 CON BRO
  • 29. Prolactin inhibition at the end of lactation programs for a central hypothyroidism in adult rat Bonomo et al (2008) Journal of Endocrinology 198: 331-337. C BRO TSH 1,04  0,05 0,51 0,07* (ng/ml) T3 33,31  2,29 25,59  2,03* (ng/dl) T4 2,04 0,16 1,61  0,09* (µg/dl)
  • 30. Glucose homeostasis (+16%) (+24%) (-16%) Moura et al., J Physiol. 587:4919-29, 2009.
  • 31. Lipid profile (+30%) (+147%) (- 28%) (+49%) Moura et al., J Physiol. 587:4919-29, 2009.
  • 32. Passos et al., HMR 2011
  • 33.
  • 34. Early weaning model by mechanical inhibition of suckling Early weaning causes undernutrition for a short period and programmes some metabolic syndrome components and leptin resistance in adult rat offspring - Silva Lima et al., Br J Nutr, 2011.
  • 35. Body composition 25 * 20 MGV (g) 15 10 C DP 5 0 C DP 18 * 8 * Gordura (g/100g) 15 Leptina (ng/mg) 12 6 9 6 4 3 0 2 C DP 0 C DP
  • 36. Leptin signaling pathway C DP C DP C DP STAT 3 Ob-R JAK2 -actina -actina -actina 12 12 10.0 STAT-3 hipotálamo 180 dias JAK2 Hipotálamo 180 dias Ob-R Hipotálamo 180 dias (unidades arbitrárias) (unidades arbitrárias) (unidades arbitrárias) 7.5 9 9 5.0 * 6 6 3 3 2.5 0 0 0.0 C DP C DP C DP C DP p-STAT C DP SOCS-3 -actina 17.5 -actina * SOCS-3 Hipotálamo 180 dias 9 pSTAT-3 hipotalámo 180 dias 8 15.0 (unidades arbitrárias) (unidades arbitrárias) 7 * 6 12.5 Central leptin 5 10.0 4 7.5 resistance: 3 2 5.0 hyperphagia and 1 2.5 0 0.0 obesity. C DP C DP
  • 37. DEXA – absortometria de raio X de dupla energia Animais anestesiados antes do procedimento.
  • 38. Maior adiposidade central e corporal confirmados pelo DEXA
  • 39. Adipocyte morphology Área dos adipócitos subcutâneo (  m2) 7000 * 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 C DP Adipocyte hypertrophy – subcutaneous (above) and visceral (bellow) Área dos adipocitos vicerais (m2) 8000 * 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 C DP
  • 40. Glucose homeostasis 80 * 30 70 Insulina (UI/mL) Glicemia (mg/dL) 60 20 50 40 30 10 20 10 0 0 C DP C DP 3.5 90 * Adiponectina (ug/ml) 3.0 2.5 60 2.0 1.5 * IRI 30 1.0 0.5 0 0.0 C DP C DP
  • 41. Serum lipid profile Groups 180 days +95% C 77.33 ± 2.80 90 * Triglicerídeos (mg/dL) Total cholesterol DP 79.36 ± 1.82 60 C 20.08 ± 0.40 30 HDL-c DP 22.00 ± 0.88 0 C DP C 45.42 ± 2.52 LDL-c DP 40.67 ± 2.53 C 39.69 ± 2.52 Triglycerídes DP 77.77 ± 7.55 * Hyperphagia C 11.54 ± 0.90 VLDL-c DP 15.62 ± 1.52
  • 42. Prolactinemia 8 Prolactina (ng/mL) 6 * Hypoprolactinemia X 4 Hyperleptinemia of the adult 2 offspring. 0 C DP 8 * Leptina (ng/mg) 6 4 2 0 C DP Moura et al., 2009
  • 43. Nobre et al., Br. J. Nutr, 2011
  • 44. Nobre et al., Br. J. Nutr, 2011
  • 45. Nobre et al., Br. J. Nutr, 2011
  • 46. Modelo Experimental de Redução da Ninhada (Rodrigues et al., 2009; 2010)‫‏‬ Ajuste ninhada Dias 0 3 Superalimentado
  • 47. Modelo Experimental de Redução da Ninhada (Rodrigues et al., 2009; 2010)‫‏‬ Ajuste ninhada Desmame Dias 0 3 21 Superalimentado 3 Dias 0 21 Controle 10
  • 48. Modelo Experimental de Redução da Ninhada (Rodrigues et al., 2009; 2010)‫‏‬ Ajuste ninhada Desmame Experimento Dias 0 3 21 180 Superalimentado ♂ gaiola Dias 0 21 180 Controle ♂ gaiola
  • 49. Evolução de massa corporal 14 dias de vida 80 * 70 Massa corporal (g) 60 50 S 40 30 C 20 10 0 0 3 6 9 12 15 18 21 Idade (dias)
  • 50. Evolução de consumo 40 Consumo de ração (g/dia) * * 30 Controle ** * Superalimentado 20 * * 10 0 0 30 60 90 120 150 180 Idade (dias) Hiperfagia Normoleptinemia Resistência à leptina e à insulina no hipotálamo  SOCS3  JAK2 => inibição da via (Davidowa et al., 2007; Rodrigues et al., 2009)‫‏‬ (Rodrigues et al., 2010)‫‏‬
  • 51. Rodrigues et al., J. Physiol. (London), 2009 Body adiposity % fat 21 days 180 days 15.0 12.5 12.5 * * * (g/100g de carcaça) massa de gordura (g/100g de carcaça) 10.0 massa de gordura 10.0 7.5 7.5 4 5.0 2 * * 2.5 0 0.0 Total Visceral Subcutaneous Total Visceral Subcutaneous Control Early overfed Control Early overfed
  • 52. Rodrigues et al., J. Physiol. (London), 2009
  • 53. Body mass and visceral fat mass 600 525 * Massa corporal (g) 450 * Controle 375 Superalimentado 300 225 150 75 * 0 10 35 60 85 110 135 160 185 Idade (dias) 30 MGV/Massa da carcaça * 20 10 0 Controle Superalimentado
  • 54. Adipocyte morphology Retroperitoneal 8000 * adipócitos ( m 2) 7000 Control Early overfed 6000 Área dos 5000 4000 3000 2000 1000 0 Controle Superalimentado Inguinal 8000 Control Early overfed Área dos adipócitos (  m2 ) 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Controle Superalimentado Conceição et al., HMR 2011
  • 55. Leptin content on visceral and subcutaneous adipocyte Retroperitoneal Inguinal 250 250 Expressão de Leptina 200 (% do Controle) Expressão de leptina 200 (% do controle) 150 150 100 100 * 50 50 0 0 Controle Superalimentado Controle Superalimentado ( Rodrigues et al., 2009)‫‏‬
  • 56. Total catecholamine on the adrenal medullae 150 hidroxilase (% do controle) Expressão Tirosina 100 Tyrosine hydroxilase 50 0 Controle Superalimenado MAIOR Conteúdo de Catecolaminas 35 * Conteúdo absoluto de 30 catecolaminas ( M) 25 20 ? 15 10 Mecanismos de 5 secreção 0 ALTERADOS Controle Superalimentado MAIOR MENOR Secreção ? Secreção ?
  • 57. Higher systolic blood pressure 200 Pressão arterial (mmHg) * 150 100 50 Higher adrenaline action 0 Controle Superalimentado
  • 58. Neonatal leptin treatment programmes leptin hypothalamic resistance and intermediary metabolic parameters in adult rats FP Toste, EG Moura, PC Lisboa, AT Fagundes, E Oliveira & MCF Passos British Journal of Nutrition (2006) 95, 830-837
  • 59.
  • 60. C 5.5 * Lep Serum leptin (ng/ml) 5.0 4.5 4.0 3.5 * 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 21 30 60 150 Age (d) C 150 Lep * Serum insulin 100 (µIU/mL) * 50 0 21 30 60 150 Dias Tostes et al., Br. J. Nutrition 95:830, 2006
  • 61. Hypoadiponectinemia 5 C Serum adiponectin 4 Lep (  g/ml) 3 * 2 * 1 0 30 150 Days
  • 62. Hepatic esteatosis Trevenzoli et al., Horm Metab Res. 2010
  • 63.
  • 64. Dutra et al., Reg Peptide, 2011
  • 65.
  • 66. Neonatal hyperleptinaemia programmes anxiety-like behavior and higher novelty seeking in adult rats Fraga-Marques et al. Horm Behav 55(2):272-9, 2009. Braço fechado Centro Braço aberto 10 MINUTOS DE TESTE 0 10
  • 67. Neonatal hyperleptinaemia programmes anxiety-like behavior and higher novelty seeking in adult rats SESSÃO ÚNICA DIAS 10 MINUTOS DE TESTE 0 10 Is obesity a chemical addiction?
  • 68. Blocking Leptin Action One Week After Weaning Reverts most of the Programming Caused by Neonatal Hyperleptinemia in the Adult Rat Trotta et al., HMR 2011 1° dia 10° dia 29° e 30° dias Início do Fim do Tratamento tratamento com tratamento com o Nascimento leptina (Lep) com leptina anticorpo 3µg 190° dia Ajuste da 8g Lep/100g e salina antilep/100 Sacrifício prole MC(s.c) e salina MC e salina (18 mães) (s.c) (s.c)
  • 69.
  • 70. Liver Sirt1 protein content # 1.75 @ * 1.50 relactive to CS 1.25 Sirt1/Cyclo 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 CS LS CA LA SIRT1
  • 71.
  • 72. Neonatal hyperleptinaemia programmes adrenal medullary function in adult rats: effects on cardiovascular parameters IH Trevenzoli, MMR Valle, FB Machado, RMG Garcia, MCF Passos, PC Lisboa & EG Moura. J Physiol 580.2 (2007): 629-637 caffeine
  • 73. IH Trevenzoli, MMR Valle, FB Machado, RMG Garcia, MCF Passos, PC Lisboa & EG Moura. J Physiol 580.2 (2007): 629-637
  • 74.
  • 75. Smoking on gestation and/or lactation Higher prevalence of adiposity during development (Morley et al, 1995; Vik et al, 1996; Von Kries et al, 2002; Blake et al, 2000; Toschke et al, 2002; Wideroe et al, 2003; Bergmann et al, 2003)
  • 76. Tabagismo & Lactação apesar de parar de fumar na gestação, a nicotina pode ser muitas mães transferida pelo retomam o hábito leite materno na lactação (taquicardia no lactente) mães fumantes se abstém de fumar durante as mamadas ou perto Luck & Nau, 1984; McBride 1990; Silva et al. 2000; Dahlstrom et dos filhos al. 2004; Rosemberg, 2004; Giglia et al. 2006; Polańska et al. 2007; Hannöver et al. 2008
  • 77. Model of neonatal nicotine exposure Nicotine (6mg/Kg/day) Saline Osmotic End of minipumps weaning exposure Day 2 Day 15 Day 21 (Elaine de Oliveira e Ana Paula Santos)
  • 78. Higher adiposity on the 180 days-old adult offspring Oliveira et al., J Endocrinol. 202(3):397-405, 2010 Visceral Subcutâneo ÁREA PERÍMETRO ÁREA PERÍMETRO 5000 6000 300 * Área de adipócitos subcutâneos (µm²) * * Perím´troe de adipócitos 300 * Perím´troe de adipócitos 4000 * PÁrea de adipócitos epididimais (µm²) epididimais (µm²) epididimais (µm²) 4500 200 3000 200 3000 2000 100 100 1500 1000 0 0 0 0 C NIC C NIC C NIC C NIC C C NIC NIC
  • 79. Oliveira et al., J Endocrinol. 202(3):397-405, 2009
  • 80. A prole adulta de mães expostas à nicotina somente na lactação desenvolveu resistência central à leptina De Oliveira et al, 2010
  • 81. De Oliveira et al, 2010
  • 82.
  • 83. XIV Latin American Thyroid Society (LATS) Meeting Lima, Peru August 4th-7th, 2011 DYSFUNCTION OF THE HYPOTHALAMUS-PITUITARY AXIS IN RAT PROGRAMMED BY NEONATAL NICOTINE EXPOSURE Pinheiro CR, Oliveira E, Santos-Silva AP, Claudio-Neto S, Manhães AC, Moura EG, Lisboa PC. C NIC 73% 18%
  • 84. Conteúdo de catecolaminas adrenais e expressão de TH dos filhotes machos programados TH Actina 4 * 150 Catecolaminas (M/mg) * Conteúdo de TH (% do Controle) 3 100 2 50 1 0 0 C NIC C NIC Secreção in vitro de catecolaminas adrenais estimulado por cafeína (uM/mg) 0.20 Secreção de catecholamine 0.25 de catecolaminas (M/mg) 0.15 0.20 Secreção basal * 0.15 0.10 como seria a secreção de 0.05 catecolaminas frente0.10 outros a 0.05 estimuladores (Ach) ? 0.00 0.00 C NIC C NIC E o nível sérico de adrenalina ?? Pinheiro et al. Horm Metab Res. 2011. No prelo.
  • 85. 500 * Corticosterona (ng/ml) 400 300 200 100 0 C NIC Como está o eixo CRH-ACTH destes filhotes programados ? Pinheiro et al. Horm Metab Res. 2011. No prelo.
  • 86. CRH (green) ACTH (red) C NIC C NIC Increase of both CRH and ACTH immunostaining in hypothalamus (PVN) and pituitary, respectively. Pinheiro et al. Horm Metab Res. 2011. No prelo.
  • 87. EXPOSIÇÃO MATERNA A NICOTINA FUMO MATERNO NA LACTÇÃO OBESIDADE NA VIDA ADULTA HIPOMETABOLISMO HIPOTIREOIDISMO RESISTÊNCIA À LEPTINA E À INSULINA DISFUNÇÃO ADRENAL
  • 88. SE NÃO MATA, ENGORDA !!! Mostramos como são complexos os eventos desencadeados pela exposição materna à nicotina apenas no período crítico da lactação, que interferem de forma permanente no futuro desenvolvimento hormonal e metabólico da prole, provavelmente agindo como um disruptor endócrino e um fator obesogênico.
  • 89. Exposição materna à fumaça de cigarro na lactação (modelo de tabagismo ambiental) Lactantes Wistar (fumante ativo) Fumante passivo ?? ativo ??
  • 90. MODELO 1 Grupo C - Separadas da Exposição pelo Leite Materno Prole 0 dia 3 dias 4x dia/1h cada 21 dias 180 dias Desmame Grupo EF – mães levadas à caixa de fumaça Ratas Wistar lactantes Nascimento MODELO 2 Grupo C Exposição Direta 0 dia 3 dias 4x dia/1h cada 21 dias 180 dias Desmame Grupo EF – Mães e proles expostas à caixa de fumaça Ratas Wistar lactantes Nascimento
  • 91. Modelo 1 : Exposição pelo leite materno Prole adulta 180 dias 40 50 100 Insulina (UI/mL) Leptina (ng/mL) 40 Glicemia (mg/dL) 30 80 30 60 20 40 20 10 20 10 0 0 0 C EF C EF C EF 100 2.0 T3 total (ng/dL) 75 T4 livre (ng/dL) 1.5 1.0 50 0.5 25 0.0 0 C EF C EF
  • 92. Modelo 1 : Exposição pelo leite materno Prole adulta 180 dias Função Adrenal C EF Conteúdo de catecolaminas TH Medula Adrrenal (u.a) 4000 20 3000 15 (uM/mg) 2000 * 10 * 1000 5 0 0 C EF C EF Corticosterona Sérica ???
  • 93. Modelo 2: Exposição direta à fumaça Prole adulta 180 dias composição corporal & ingestão alimentar 500 C Massa Corporal (g) 400 EF 300 200 ** 100 0 20 60 100 140 180 Dias MGV compartimentos 15 C EF 5 * 10 * + 61% MGV (g) 4 MGV/ PC (g) 3 2 5 1 0 0 C EF Retroperitoneal Mesentrico Epididimal Tecido Adiposo
  • 94. Modelo 2: Exposição direta à fumaça Prole adulta 180 dias 100 30 * + 11% Glicemia (mg/mL) 80 Leptina (ng/mL) 24 60 * 40 18 20 12 0 6 C EF 0 C EF catecolaminas adrenais ?? 0.4 0.3 * TSH (ng/mL) 0.2 0.1 0.0 C EF
  • 95. Exposição indireta Exposição materna à fumaça de à nicotina cigarro Fenótipos (via leite) diferentes/similares • Outros componentes Exposição direta à • Concentração de NIC do tabaco fumaça de cigarro no soro da prole ? atenuam/acentuam os efeitos da NIC ?
  • 96. Perspectivas‫‏‬futuras… Programa de perda de peso: como prevenir ou reverter esta programação ? alimentos funcionais: cálcio, erva-mate, resveratrol …‫‏‬ A obesidade é uma dependência química ? Preferência alimentar : dietas hiperglicídicas X hiperlipídicas Neuropeptídeos anorexigênicos x orexigênicos Avaliação comportamental ? ansiedade, memória/aprendizado, curiosidade, atividade locomotora Existe dimorfismo sexual ? Estudar as proles fêmeas dos grupos NIC e FUMAÇA
  • 97. Calcium supplementation reverts central adiposity, leptin, and insulin resistance in adult offspring programed by neonatal nicotine exposure Nobre et al., J. Endocrinol, 2011
  • 98.
  • 99.
  • 100.
  • 101. Magna C.F. Passos – Dep. Nutrição Aplicada, Inst. Nutrição/UERJ Patricia C. Lisboa – Dep. Ciências Fisiológicas, Inst. Biologia/UERJ Elaine de Oliveira – PNPD/CAPES-MCT Carmen C. Pazos-Moura – Inst. Biofísica/Univ. Federal do Rio de Janeiro Isis Hara Trevenzoli - Inst. Biofisica/UFRJ Tania Ortiga – Inst. Biofisica/UFRJ Mabel Carneiro Fraga - pos doc PAPD Viviane Younes Rapozo – posdoc PNPD Mariana Sarto Figueiredo – posdoc PDJ CNPq
  • 102. Graduated Students • Ana Paula Santos-Silva - Neonatal nicotine exposure • Ellen Conceição - Early overfeeding • Juliana Gastão Franco - Resveratrol • Jessica Nobre – reprogramming with calcium. • Natália Lima - Early weaning • Ligia Albuquerque – Programming and bone metabolism • Carlos Alberto Soares – Canola Oil • Nayara Peixoto Silva – Early weaning and esteatosis • Cintia Pinheiro Rodrigues - Adrenal Finantial Support