Modelos Teóricos de Difusão Dérmica: abordagens matemáticas e computacionais para terapias transdérmicas da Obesidade

É de senso comum que os nutrientes são fundamentais à vida e que a subnutrição leva à acumulação de gorduras que pode chegar a casos de obesidade, tendo como consequência inúmeras complicações de saúde. Diferentes estruturas neuroanatómicas do cérebro têm um papel essencial no comportamento digestivo. A ação de várias moléculas de sinalização (hormonas, neurotransmissores e neuropéptidos) resulta na regulação da ingestão de alimentos, sendo que, por exemplo, algumas hormonas podem aumentar a sensação de saciedade podendo diminuir o apetite e a ingestão calórica. A descoberta de hormonas envolvidas no balanço energético proporcionou novas oportunidades para desenvolver meios para o tratamento da obesidade. A transferência de medicação antiobesidade por via tópica ou transdérmica é um desafio pois a pele funciona como uma barreira natural e protetora. Sendo uma barreira com uma grande área de superfície e de fácil acessibilidade, a pele tem potencial interesse na libertação de fármacos específicos a cada terapia. Vários métodos têm sido estudados de modo a permitir um aumento da permeabilidade de moléculas terapêuticas para o interior da pele e através da pele. As biotecnologias transdérmicas são um campo de interesse cada vez maior, devido as aplicações dérmicas e farmacêuticas que lhes estão subjacentes. Existem vários modelos computacionais e matemáticos em uso que permite uma visão mais abrangente de puros dados experimentais e até mesmo permite a extrapolação prática de novas metodologias de difusão dérmica. Contudo, eles compreendem uma complexa variedade de teorias e suposições que atribuem a sua utilização para situações específicas. Este trabalho, primeiramente analisa, de forma extensiva, as várias metodologias teóricas para o estudo da difusão dérmica e sistematiza as suas características, realizando depois a fase prévia duma nova abordagem computacional para o estudo da difusão dérmica, que determina características microscópicas de moléculas capazes de provocar a perda de peso, tais como a Leptina e/ou os seus agonistas.

Nestle: A marketing plan for a healthy low fat yogurt

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

The influence of animation on functional food intake in children

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Fat Mass Index Performs Best in Monitoring Management of Obesity in Prepubertal Children

An early and accurate recognition of success in treating obesity may increase the compliance of obese children and their families to intervention programs. This observational, prospective study aimed to evaluate the ability and the time to detect a significant reduction of adiposity estimated by body mass index (BMI), percentage of fat mass (%FM), and fat mass index (FMI) during weight management in prepubertal obese children.

Glasses' makeup: the simple and the combined effect of color and shape on perceived volume and beverage intake

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Production of bacterial biopolymers from industrial fat-containing wastes

Dissertation presented in partial fulfilment of the Requirements for the Degree of Master in Biotechnology

Genome-wide association studies reveal genomic windows and candidate genes related to fat deposition in chickens.

2016

Serum lipids of pemphigus foliaceus patients on long-term glucocorticoid therapy

Endemic pemphigus foliaceus, and long-term corticotherapy may affect serum lipid levels. The aim of this study was to compare serum lipids of pemphigus foliaceus patients on glucocorticoid therapy to a healthy control group. Fifteen patients receiving prednisone (0.33 ± 0.22mg/kg) for at least 12 months and 15 controls were submitted to 48-h food intake records, anthropometry, and biochemical measurements. Data were compared by chi2, Mann-Whitney and Student "t" tests. The groups were matched for gender, age, weight, body mass index, arm circumference and triceps skin fold. No differences were observed in relation to energy, fat, protein and carbohydrate daily intakes, total cholesterol, HDL, LDL, uric acid, and serum creatinine levels. Pemphigus foliaceus patients had higher triglyceride [159 (64-371) vs. 100 (45-133) mg/dl], VLDL [32 (13-74) vs. 20 (9-114) mg/dl] and ESR [44 (9-87) vs. 7 (1-30) mm/h] levels than controls, probably due to metabolic effects of inflammatory disease and corticotherapy.

Malnutrição em idosos na admissão hospital actuação perante a sua elevado prevalência

RESUMO: Ao longo das últimas décadas a redistribuição etária da população mundial tem vindo a apresentar um aumento do número de pessoas com 65 ou mais anos, integrando um grupo populacional comummente designado por população idosa. Importa aprofundar mecanismos fisiológicos que conduzem ao envelhecimento e de que forma podem condicionar não só aspetos clínicos, como também nutricionais, entre outros, com a perspetiva da sua origem no aparecimento de doenças crónicas. Com esse enfoque, a desnutrição na pessoa idosa é hoje considerada pela European Nutrition for Health Alliance(ENHA) um problema de saúde pública. Está descrito que a sua prevalência ronda os 60% a nível de instituições hospitalares, 40% em unidades residenciais e 5 a 10% na pessoa idosa a residir em domicílio próprio ou de familiares, e na sua maioria permanece por diagnosticar e tratar. Assim, foi objetivo deste estudo caracterizar e estimar a prevalência da desnutrição e do risco de desnutrição na pessoa idosa, nas primeiras 72 horas de admissão hospitalar. Aplicou-se um estudo observacional, analítico, transversal, quantitativo e correlacional, cujos dados foram recolhidos por entrevista ao próprio e por observação. O estudo desenvolveu-se em duas vertentes de investigação, uma focada na caracterização da desnutrição em pessoas idosas institucionalizadas em hospitais portugueses da zona centro e sul do Continente e Madeira, nos períodos de julho/agosto de 2009, abril/junho de 2010, maio/julho de 2011, através do MNA®. A outra, uma avaliação nutricional detalhada, efetuada no Centro Hospitalar de Lisboa Central – Hospital de Santa Marta, EPE, entre o início de janeiro de 2009 e o fim de janeiro de 2010, sendo a amostra recrutada de entre os idosos de ambos os sexos, internados. Foram estudados dados sociodemográficos, de saúde e feita uma avaliação nutricional extensa. A avaliação nutricional constou de colheita de parâmetros laboratoriais (hematológicos e bioquímicos) e antropométricos (índice de massa corporal (IMC), prega cutânea tricipital(PCT), prega cutânea subescapular (PCSE), perímetro braquial (PB), adequação do perímetro braquial (APB), área muscular braquial (AMB) e perímetro Geminal (PG), análise da composição corporal (Massa Gorda Corporal (MGC), Massa Isenta de Gordura (MIG)),caracterização de um dia alimentar tipo e questionário Mini Nutritional Assessment Long Form®– MNA LF®. Dos dados obtidos em hospitais portugueses, destaca-se que dos 402 idosos avaliados, 53% eram do sexo masculino, tinham uma idade média de 75,8 + 6,52 (65 – 100) e segundo o MNA® 57,5% encontravam-se Desnutridos ou em Risco de Desnutrição.Na amostra, dos dados obtidos, a nível sociodemográfico salienta-se que 50% dos doentes eram do sexo masculino, a idade média rondava os 75,5 + 7,22 (65 – 100) anos, 55% eram naturais de Lisboa e 80% residiam em Lisboa e Vale do Tejo, 38% não tiveram estudos formais e 43% fizeram-no apenas até ao 4º ano de escolaridade. Em relação aos dados de saúde, a maioria dos doentes foi admitida através do Serviço de Urgência do Centro Hospitalar de Lisboa Central – Hospital de São José e foram internados no Serviço de Medicina (38%) e no Serviço de Cardiologia (30%), por patologia médica (38%) e patologia do sistema circulatório (56%). Nos hábitos de vida, quanto à mobilidade, um terço dos doentes estavam acamados e os restantes deambulavam ou tinham uma mobilidade normal, 74% não apresentaram hábitos etanólicos regulares, 19% apresentavam um consumo elevado (> 30g de etanol/dia); 95% dos doentes não apresentavam hábitos tabágicos. Relativamente à caracterização nutricional, os valores médios encontrados em relação aos parâmetros laboratoriais revelaram-se inferiores aos valores padrão para a idade e sexo e eram inferiores no sexo feminino. Na caracterização antropométrica verificaram-se os seguintes achados: o cálculo do IMC mostrou-se pouco sensível na identificação de doentes desnutridos; a PCT e a PCSE revelaram valores de massa gorda dentro do intervalo considerado normal;segundo o PB, 88% não apresentavam valor indicativo de desnutrição e 8% estavam desnutridos; a APB identificou 50% de doentes desnutridos; a AMB, revelou que 97% dos homens e 95% das mulheres apresentavam deficit da massa magra e segundo o PG, 18% apresentavam um valor inferior a 31cm descritor de desnutrição. Na análise da composição corporal verificou-se que ambos os sexos apresentavam uma percentagem de MGC classificada como demasiado alta e que esta era superior nas mulheres em relação aos homens. Ao analisar a ingestão nutricional verificou-se que esta era inferior às Dietary Reference Intakes (DRIs) para a ingestão hídrica (p=0,00), energética (p=0,00), proteica (p=0,00), lipídica (p=0,01), MUFA (p=0,00), PUFA (p=0,00), e glícidos (p=0,00), fibra (p=0,02), potássio (p=0,00), cálcio (p=0,00), magnésio (p=0,00), fósforo (p=0,00), zinco (p=0,00), vitamina D (p=0,00), vitamina E (p=0,00) e folato (p=0,00). No que diz respeito ao MNA®, a sua aplicação permitiu identificar 62% de situações de risco nutricional ou de desnutrição já instalada. Valores de MNA® indicativos de desnutrição ou risco estavam associados a níveis de escolaridade mais baixos (r=0,32; p=0,00). Verificou-se correlação entre o MNA® e a PCT (r=0,30;p=0,00), PCSE (r=0,19;p=0,03) e PG (r=0,27;p=0,00). Na análise da amostra por sexo e escalão etário, apenas se distinguiram as mulheres mais velhas, que apresentaram situação de IMC indicador de risco de desnutrição (IMC <23,5 + 2,9, (r=0,42;p=0,02)), e de valores médios de PB de 25,6+3,84cm (r=0,42;p=0,01), em situações de menor mobilidade caraterizados pelo MNA®. Os homens maisvelhos apresentaram correlação entre o MNA® e PCSE (r=0,41;p=0,02), APMB (r=0,57;p=0,00)e PG (r=0,55;p=0,00), e as mulheres mais velhas apenas com a PCT (r=0,39;p=0,02). A análise multivariada do MNA® em função do sexo e do escalão etário, revelou que estes são independentes. Os homens apresentaram valores médios de MNA® superiores às mulheres e à medida que a idade aumenta, os valores de MNA® em ambos os sexos diminuem, sendo indicativos de risco de desnutrição. Consideramos que, tendo em conta a natureza e objetivos do presente estudo, foi possível caracterizar e estimar a prevalência da desnutrição e do risco de desnutrição em pessoas idosas nas primeiras 72 horas de admissão hospitalar. Os resultados obtidos sinalizam a sua elevada prevalência e alertam para a necessidade de procedimentos protocolados de avaliação e intervenção nutricional da população idosa na admissão hospitalar. Para este efeito a aplicação do MNA® provou a sua aplicabilidade, assim como a medição e cálculo da AMB, que poderão ser muito precocemente aplicados e contribuir para potenciar melhorias do estado de saúde e diminuir o tempo de internamento, nomeadamente de pessoas idosas. Em relação ao padrão alimentar, este estudo contribuiu para uma chamada de atenção dos profissionais de saúde que a população idosa pode apresentar carências nutricionais na admissão, e que estas se não forem devidamente sinalizadas e colmatadas tendem a agravar-se durante o internamento podendo contribuir para o aumento da morbilidade.-------------ABSTRACT:Over the last decades the age redistribution group of the population worldwide has been presenting an increasing number of people aged 65 years or more, incorporating a population group commonly referred to as the elderly population. It´s important to further analyze the physiological mechanisms that lead to aging and how they might influence not only clinical aspects, but also nutritional, among others, with the perspective of their origin in the onset of chronic diseases. With this approach, malnutrition in the elderly is now considered by the European Nutrition for Health Alliance (ENHA) a public health problem. It is reported that its prevalence is around 60% at the level of hospital units, 40% in residential units and 5 to 10% in the elderly living in their own home or family's, and mostly remains to diagnose and treat. The aim of this study was to characterize and estimate the prevalence of malnutrition and risk of malnutrition in the elderly, in the first 72 hours of hospital admission. We applied an observational, analytical, cross-sectional and correlacional quantitative type of study and data were collected by interview and observation itself. The study was developed in two lines of research: one focused on the characterization of malnutrition in elderly institutionalized in Portuguese hospitals, in the central and southern mainland and Madeira, in the periods between July - August 2009, April - June 2010, May - July 2011, through the MNA®; and the other: a detailed nutritional assessment, conducted in Hospital Lisbon Center - Hospital de Santa Marta, EPE, between early January 2009 and late January 2010, and the sample was recruited from among the elderly of both sexes at hospital admission. We studied intensively sociodemographic, health and nutritional assessment done extensive. Nutritional evaluation consisted of harvesting different parameters: hematological, biochemical and anthropometric (body mass index (BMI), triceps skinfold (TSF), sub-scapular skinfold (SSF), arm circumference (AC), arm muscle area (AMA), geminal perimeter (GP), analysis of body composition (Fat Mass (FM), Fat Free Mass (FFM)), characterization of a daily food type and Mini Nutritional Assessment Long Form® questionnaire - MNA LF®. Form the data obtained in Portuguese hospitals, it is noteworthy that of the 402 patients included, 53% were male, had a mean age of 75,8 + 6,52 (65 - 100) and, according to the MNA®, 57,5% were malnourished or at risk of malnutrition. In the sample, from the sociodemographic data obtained, we saw that 50% of patients were male, the average age was around 75,5 + 7,22 years (65-100), 55% were from Lisbon and 80 %lived in Lisbon, 38% had no formal education and 43% did so only until the 4th grade. Regarding health data, the majorities of patients were admitted through the ER of Hospital Lisbon Center - S. José Hospital - and were admitted to the Medicine Unit (38%) and to the Cardiology Unit (30%), by medical pathology (38%) and circulatory system disease (56%). In regard to lifestyle, and considering mobility, one third of patients were bedridden and the rest were ambulating or had a normal mobility. 74% had no regular ethanol habits, 19% had a high intake (> 30 g ethanol / day); 95% of the patients had no smoking habits. Regarding nutritional assessment, the mean values for laboratory parameters proved inferior to standard values for age and sex and were lower in females. In anthropometric assessment these were the findings: BMI calculation showed to be scarcely sensitive in the identification of undernourished patients; the TSF and SSF revealed values of fat mass within the normal range; in AC, 88% did not have an indicative value of malnutrition and 8% were malnourished; in AMA, 97% of men and 95% women had a deficit of lean mass and in GP, 18% had a value of less than the 31cm malnutrition descriptor. In body composition analysis found that both sexes showed a percentage of FM ranked too high and this was higher in women compared to men. By analyzing the nutritional intake was found that this was less than the Dietary Reference Intakes (DRIs) for water intake (p=0,00), energy (p=0,00), protein (p=0,00), lipid (p=0,01), MUFA (p=0,00), PUFA (p=0,00), carbohydrates (p=0,00), fiber (p=0,02), potassium (p=0,00), calcium (p=0,00), magnesium (p=0,00), phosphorus (p=0,00), zinc (p=0,00), vitamin D (p=0,00), vitamin E (p=0,00) and folate (p=0,00). Regarding MNA®, its application identified 62% of cases of nutritional risk or malnutrition already installed. MNA® values indicative of malnutrition or risk were associated with lower levels of education (r=0,32; p=0,00). There was a correlation between the MNA ® and TSF (r =0,30, p = 0,00), SFF (r = 0,19, p = 0,03) and GP (r=0,27, p = 0,00). In the analysis of the sample by gender and age group, the highlight was in older women who had BMI status indicator of malnutrition risk (BMI <23,5 + 2,9 (r=0,42;p=0,02)) and mean values of AC 25,6 +3,84cm (r=0,42; p=0,01), in situations characterized by low mobility MNA®. Older men showed a correlation between the MNA® and SFF (r = 0,41; p = 0,02), AMA (r = 0,57; p = 0,00) and GP (r=0,55;p=0,00), and in older women only TSF showed a correlation(r = 0,39; p =0,02). Multivariate analysis of the MNA® by gender and age group, revealed that they are independent. The men had MNA® mean superior to women, and as the age increases, the values of MNA® in both sexes declined, being indicative of risk of malnutrition. We believe that, given the nature and objectives of the present study, it allowed us to characterize and estimate the prevalence of risk of malnutrition and malnutrition in older people during the first 72 hours of hospital admission. The results indicate a high prevalence and point to the need for protocol procedures of nutritional assessment and intervention in the elderly population at hospital admission. For this purpose the application of MNA® has proved its applicability, as well as measuring and calculating AMA, which may be applied in early stages thus contributing to enhance health state improvements and to shorten the time of hospitalization, particularly in elderly people. In relation to dietary pattern, this study contributed to call of attention from health professionals that the elderly may have nutritional deficiencies on admission, and that these are not properly marked and addressed tend to worsen during hospitalization may contribute to increased morbidity.

Disclosing the caffeine dose to be administered that restores insulin sensitivity in prediabetes animal

The results discussed in this thesis originated the following communications in International and National congresses: Sacramento JF, Coelho JC, Melo BF, Guarino MP and Conde SV. (2014) Assessment of caffeine dose and time of administration required for resetting insulin sensitivity in high sucrose diet in rats. 50th Meeting of EASD (European Association for the study of Diabetes), 14-19 September, Vienna, Austria Coelho JC, Melo BF, Sacramento JF, Guarino MP and Conde SV (2014). Establishing the caffeine dose that chronically restores insulin sensitivity in animal model of prediabetes. Fundação Astrazeneca Innovate Competition, iMed conference 6.0®, 10-12 October, Lisboa, Portugal Also, during the last year I was involved in other ongoing projects that originated the following communications: Coelho JC, Melo BF, Sacramento JF, Ribeiro MJ, Guarino MP and Conde SV (2014). Are the effects of carotid sinus nerve resection on insulin sensitivity mediated by an increase in Glut4 expression in skeletal muscle?. XLIV Reunião Anual da Sociedade Portuguesa de Farmacologia, XXXII Reunião de Farmacologia Clínica e XIII Reunião de Toxicologia, 5-7 February, Coimbra, Portugal Sacramento JF, Rodrigues T, Coelho JC, Matafome P, Ribeiro MJ, Seiça RM, Guarino MP, Conde SV (2014). Elucidating the mechanism by which carotid sinus nerve resection restores insulin sensitivity in pre-diabetes animal models. International Society for Arterial Chemoreception (ISAC) XIX University of Leeds, 29th June - 3rd July, Leeds, United Kingdom

Role of sympathetic innervation in obesity

Part of the results presented in this thesis were published in the following reference (DOI 10.1016/j.cell.2015.08.055): Wenwen Zeng*, Roksana M. Pirzgalska*, Mafalda M.A. Pereira, Nadiya Kubasova, Andreia Barateiro, Elsa Seixas, Yi-Hsueh Lu, Albina Kozlova, Henning Voss, Gabriel G. Martins, Jeffrey M. Friedman and Ana I. Domingos. Sympathetic Neuro-adipose Connections Mediate Leptin-Driven Lipolysis. Cell 163, 84-94 (2015). The work was also presented through poster presentations at iMED Conference 6.0 (Lisbon, 2014), Sociedade Portuguesa de Bioquímica Meeting (Coimbra, 2014) and Sociedade Portuguesa de Neurociências Meeting (Póvoa de Varzim, 2015).

Influence of physical exercise and sodium intake on arterial pressure and cardiac hypertrophy in rats

Evidence shows that cardiac hypertrophy (CH) is a risk factor for many cardiovascular diseases. Several stimuli may cause CH-like manifestations and promote volume or pressure overload. Exercise-induced cardiac hypertrophy is an expected adaptation to regular exercise training. Salt intake has been shown to be the most important determinant of blood pressure in different populations. The purpose of the present work was to verify the influence of physical exercise and sodium intake on the blood pressure and myocardium. The study was performed on 36 rats divided into six groups: Group I (diet without salt overload), Group II (diet without salt overload and swimming), Group III (diet with 2.5% NaCl solution and swimming), Group IV (diet with 5% NaCl solution and swimming), Group V (diet with 2.5% NaCl solution without exercise), Group VI (diet with 5% NaCl solution without exercise). The arterial pressure was significantly lower in Group I when compared with Group IV. The ratio of cardiac mass/body mass was increased in Groups III and IV. In conclusion, there was evidence that exercise training and NaCl intake promotes arterial hypertension and cardiac hypertrophy.

Surgical treatment of endocrine exophthalmos by removal of orbital fat: clinical experience

PURPOSE: To report a series of 73 patients with endocrine exophthalmos treated by removal of orbital fat using the transpalpebral approach during the period 1989 to 1999. METHODS: The operation was performed according to the technique described by Olivari. Aesthetic analysis was done preoperatively and postoperatively (more than 6 months after surgery). The number of complications was also observed. RESULTS: The average volume of resected fat was approximately 7.6 mL per orbit. No major complication was observed. In 9 patients with epiphora, all improved. One patient developed postoperative diplopia and 5 complained of temporary diplopia. Appearance improved in 62 patients (85%). CONCLUSION: Surgical removal of orbital fat associated with endocrine exophthalmos provides consistent improvement in appearance with a low rate of complications. Additional procedures may be indicated to improve the cosmetic outcome.

The role of s-nitrosothiols and rho-kinase 1 in glucose and lipid metabolism

RESUMO: Na sociedade contemporânea a diabetes tipo 2 e a obesidade estão a aumentar exponencialmente, representando um grave problema de saúde pública. De acordo com a IDF “A diabetes e a obesidade são o principal problema de saúde pública do século XXI’. Para além destas duas patologias, a prevalência de esteatose hepática não-alcoólica (NAFLD), entre a população obesa e diabética, é de cerca de 90%. O aumento da obesidade, diabetes e NAFLD tem uma forte correlação com o aumento do consumo de gorduras e açúcares, acompanhado de um decréscimo acentuado da actividade física. A obesidade, diabetes e NAFLD tem sido escrupolosamente investigada mas as terapêuticas disponíveis continuam a ser muito limitadas. Tendo em conta o número crescente e alarmante de obesos e diabéticos o conhecimento detalhado da patofisiologia da obesidade, diabetes e NAFLD, tendo em vista a necessidade extrema de desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas, é da mais elevada urgência. O fígado é reconhecido como um orgão primordial no controlo da homeostase. No estado pós-prandial, o fígado converte a glucose em glicogénio e lípidos. Em contraste, no estado de jejum, o fígado promove a produção de glucose. Sistemas neuronais e hormonais, bem como o estado metabólico do fígado, controlam de forma muito precisa a alternância entre os diferentes substratos metabólicos, dependente do estado prandial. A insulina tem um papel central no controlo do metabolismo energético no fígado; se, por um lado, inibe a produção hepática de glucose e corpos cetónicos, por outro, promove a glicólise e a lipogénese. O metabolismo energético no fígado é também regulado por vários factores de transcrição e co-reguladores que, por sua vez, são regulados pela insulina, glucagina e outras hormonas metabólicas. Em conjunto, todos estes factores e reguladores vão controlar de forma muito estreita a gluconeogénese, a β-oxidação e a lipogénese, no fígado. Para além dos já conhecidos reguladores do metabolismo hepático, novas moléculas têm sido estudadas como tendo um papel fundamental na regulação do metabolismo energético no fígado. Qualquer desequilíbrio no metabolismo hepático vai contribuir para a insulino-resistência, NAFLD e diabetes tipo 2. O principal objectivo do trabalho de investigação aqui apresentado é o contributo para o estudo detalhado da patogénese da diabetes e obesidade, num contexto de dietas ricas em açúcares e gorduras, e com a perspectiva de explorar novas estratégias terapêuticas. Os objectivos específicos deste trabalho eram: primeiro, determinar se o tratamento com glutationo (GSH) e óxido nítrico (NO) era suficiente para melhorar a insulino-resistência associada ao elevado consumo de sacarose; segundo, determinar o papel da Rho-kinase 1 (ROCK1) na regulação do metabolismo hepático da glucose e dos lípidos; e terceiro, estudar o efeito do metilsulfonilmetano (MSM) em doenças metabólicas associadas à obesidade. Na primeira parte deste trabalho de investigação foram utilizados ratos Wistar machos sujeitos a uma dieta rica em sacarose (HS). Tal como esperado, estes animais apresentavam insulino-resistência e hiperinsulinémia. A dieta HS levou ao aumento dos níveis hepáticos de NO e ao decréscimo dos níveis de GSH no fígado. Em jejum, a administração intraportal de GSH e NO, a animais saudáveis promoveu um aumento significativo da sensibilidade à insulina. Também nestes animais, a administração intravenosa de S-nitrosotióis, compostos orgânicos que contém um grupo nitroso acoplado a um átomo de enxofre de um tiol, promoveu o aumento significativo da sensibilidade à insulina. Pelo contrário, em animais sujeitos à dieta HS, as doses padrão de GSH + NO e de S-nitrosotióis não conseguiram promover o aumento da sensibilidade à insulina. No entanto, ao aumentar a dose de S-nitrosotióis administrados por via intravenosa, foi possível observar o aumento da sensibilidade à insulina dependente da dose, indicando um possível papel dos S-nitrosotióis como sensibilizadores de insulina. O estudo detalhado do papel dos S-nitrosotióis na via de sinalização da insulina revelou que há um aumento da fosforilação do receptor da insulina (IR) e da proteína cinase B (Akt), sugerindo um efeito dos S-nitrosotióis nesta via de sinalização. Os resultados apresentados nesta primeira parte sugerem que os S-nitrosotióis promovem a correcta acção da insulina, podendo vir a ser importantes alvos terapêuticos. Na segunda parte deste trabalho de investigação utilizámos murganhos, com uma delecção específica da ROCK1 no fígado, e sujeitos a uma dieta rica em lípidos (HFD). Foi possível concluir que a ausência da ROCK1 no fígado previne a obesidade, melhora a sensibilidade à insulina e protege contra a esteatose hepática. A ausência de ROCK1 no fígado levou a um decréscimo significativo da expressão génica de genes associados à lipogénese, com uma diminuição acentuada do fluxo metabólico associado a esta via. Pelo contrário, a sobreexpressão de ROCK1, exclusivamente no fígado, promove a insulino-resistência e a esteatose hepática no contexto de obesidade induzida pela dieta. Para além disto, a delecção da ROCK1 no fígado de animais obesos e diabéticos, os murganhos deficientes em leptina, corroborou os dados obtidos no primeiro modelo animal, com a franca melhoria da hiperglicémia, hiperinsulinémia e esteatose hepática. Os dados que compõem esta parte do trabalho de investigação sugerem que a ROCK1 tem um papel crucial na regulação do metabolismo lipídico. Na terceira e última parte deste trabalho de investigação foi investigado o efeito do composto metilsulfunilmetano (MSM), um composto organosulfúrico naturalmente presente em plantas e utilizado também como suplemento dietético, em murganhos obesos e insulino-resistentes, por exposição a uma dieta rica em lípidos (DIO). O tratamento com MSM melhorou a insulino-resistência e protegeu contra a esteatose hepática. O conteúdo hepático em triglicéridos e colesterol também diminuíu de forma significativa nos animais DIO sujeitos ao tratamento com MSM, bem como a expressão génica associada à lipogénese. Para além disto, o tratamento com MSM levou a uma diminuição da expressão génica associada à inflamação. De realçar que o tratamento com MSM levou a uma melhoria do perfil hematopoiético destes animais, tanto na medula óssea como no sangue. Para comprovar o efeito benéfico do MSM na obesidade e insulino-resistência utilizámos murganhos deficientes no receptor da leptina, e por isso obesos e diabéticos, tendo observado um perfil semelhante ao obtido para murganhos sujeitos a uma dieta rica em lípidos e tratados com MSM. Concluímos, através dos dados recolhidos, que o MSM como suplemento pode ter efeitos benéficos na hiperinsulinémia, insulino-resistência e inflamação que caracterizam a diabetes tipo 2. Em resumo, os dados obtidos neste trabalho de investigação mostram que os S-nitrosotióis podem ter um papel importante como sensibilizadores da insulina, promovendo um aumento da sensibilidade à insulina num contexto de dietas ricas em sacarose. Para além disto, estudos in vitro, sugerem que os S-nitrosotióis regulam, especificamente, a via de sinalização da insulina. Este trabalho teve também como objectivo o estudo da ROCK1 como regulador do metabolismo da glucose e dos lípidos no fígado. Através do estudo de animais com uma delecção ou uma sobreexpressão da ROCK1 no fígado mostrou-se que esta tem um papel crucial na patogénese da obesidade e diabetes tipo 2, especificamente através do controlo da lipogénese de novo. Finalmente, foi também objectivo deste trabalho, explorar o efeito do MSM em animais DIO e deficientes em leptina. O tratamento com MSM protege de forma evidente contra a obesidade e insulino-resistência, com especial enfâse para a capacidade que esta molécula demonstrou ter na protecção contra a inflamação. Em conjunto os vários estudos aqui apresentados mostram que tanto os S-nitrosotióis como a ROCK1 têm um papel na patogénese da obesidade e diabetes tipo 2 e que a utilização de MSM como suplemento às terapêuticas convencionais pode ter um papel no tratamentos de doenças metabólicas.-------------------------------ABSTRACT: In modern western societies type 2 diabetes and obesity are increasing exponentially, representing a somber public concern. According to the International Diabetes Federation (IDF) ‘Diabetes and Obesity are the biggest public health challenges of the 21st century’. Aside from these the prevalence of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), among the diabetic and obese population, is as high as 90%. It is now well established that the increase in obesity, diabetes and NAFLD strongly correlates with an increase in fat and sugar intake in our diet, alongside physical inactivity. The pathogenesis of obesity, diabetes and NAFLD has been thoroughly studied but the treatment options available are still narrow. Considering the alarming number in the obese and diabetic population the complete understanding of the pathogenesis, keeping in mind that new therapeutic strategies need to be attained, is of the highest urgency. The liver has been well established as a fundamental organ in regulating whole-body homeostasis. In the fed state the liver converts the glucose into glycogen and lipids. Conversely, in the fasted state, glucose will be produced in the liver. Neuronal and hormonal systems, as well as the hepatic metabolic states, tightly control the fast to fed switch in metabolic fuels. Insulin has a central role in controlling hepatic energy metabolism, by suppressing glucose production and ketogenesis, while stimulating glycolysis and lipogenesis. Liver energy metabolism is also regulated by various transcription factors and coregulators that are, in turn, regulated by insulin, glucagon and other metabolic hormones. Together, these regulators will act to control gluconeogenesis, β-oxidation and lipogenesis in the liver. Aside from the well-established regulators of liver energy metabolism new molecules are being studied has having a role in regulating hepatic metabolism. Any imbalance in the liver energy metabolism is a major contributor to insulin resistance, NAFLD and type 2 diabetes. The overall goal of this research work was to contribute to the understanding of the pathogenesis of diabetes and obesity, on a setting of high-sucrose and high-fat diets, and to explore potential therapeutic options. The specific aims were: first, to determine if treatment with glutathione (GSH) and nitric oxide (NO) was sufficient to ameliorate insulin resistance induced by high-sucrose feeding; second, to determine the physiological role of rho-kinase 1 (ROCK1) in regulating hepatic and lipid metabolism; and third, to study the effect of methylsulfonylmethane (MSM) on obesity-linked metabolic disorders. In the first part of this research work we used male Wistar rats fed a high-sucrose (HS) diet. As expected, rats fed a HS diet were insulin resistant and hyperinsulinemic. HS feeding increased hepatic levels of NO, while decreasing GSH. In fasted healthy animals administration of both GSH and NO, to the liver, was able to increase insulin sensitivity. Intravenous administration of S-nitrosothiols, organic compounds containing a nitroso group attached to the sulfur atom of a thiol, in fasted control animals also increased insulin sensitivity. Under HS feeding the standard doses of GSH + NO and S-nitrosothiols were unable to promote an increase in insulin sensitivity. However, the intravenous administration of increasing concentrations of S-nitrosothiols was able to restore insulin sensitivity, suggesting that S-nitrosothiols have an insulin sensitizing effect. Investigation of the effect of S-nitrosothiols on the insulin signaling pathway showed increased phosphorylation of the insulin receptor (IR) and protein kinase B (Akt), suggesting that S-nitrosothiols may have an effect on the insulin signaling pathway. Together, these data showed that S-nitrosothiols promote normal insulin action, suggesting that they may act as potential pharmacological tools. In the second part of this research work we used liver-specific ROCK1 knockout mice fed a high-fat (HF) diet. Liver-specific deletion of ROCK1 prevented obesity, improved insulin sensitivity and protected against hepatic steatosis. Deficiency of ROCK1 in the liver caused a significant decrease in the gene expression of lipogenesis associated gene, ultimately leading to decreased lipogenesis. Contrariwise, ROCK1 overexpression in the liver promoted insulin resistance and hepatic steatosis in diet-induced obesity. Furthermore, liver-specific deletion of ROCK1 in obese and diabetic mice, the leptin-deficient mice, improved the typical hyperglycemia, hyperinsulinemia and liver steatosis. Together, these data identify ROCK1 as a crucial regulator of lipid metabolism. In the third and final part of this research work we investigated the effect of MSM, an organosulfur compound naturally found in plants and used as a dietary supplement, on diet-induced obese (DIO) and insulin resistant mice. MSM treatment ameliorated insulin resistance and protected against hepatosteatosis. Hepatic content in triglycerides and cholesterol was significantly decreased by MSM treatment, as well as lipogenesis associated gene expression. Furthermore, MSM treated mice had decreased inflammation associated gene expression in the liver. Importantly, FACS analysis showed that MSM treatment rescued the inflammatory hematopoietic phenotype of DIO mice in the bone marrow and the peripheral blood. Moreover, MSM treatment of the obese and diabetic mice, the leptin-deficient mice, resulted in similar effects as the ones observed for DIO mice. Collectively, these data suggest that MSM supplementation has a beneficial effect on hyperinsulinemia, insulin resistance and inflammation, which are often found in type 2 diabetes. In conclusion, this research work showed that S-nitrosothiols may play a role as insulin sensitizers, restoring insulin sensitivity in a setting of high-sucrose induced insulin resistance. Furthermore, in vitro studies suggest that S-nitrosothiols specifically regulate the insulin signaling pathway. This research work also investigated the role of hepatic ROCK1 in regulation of glucose and lipid metabolism. Using liver-specific ROCK 1 knockout and ROCK1 overexpressing mice it was shown that ROCK1 plays a role in the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes, specifically through regulation of the de novo lipogenesis pathway. Finally, this research work aimed to explore the effect of MSM in DIO and leptin receptor-deficient mice. MSM strongly protects against obesity and insulin resistance, moreover showed a robust ability to decrease inflammation. Together, the individual studies that compose this dissertation showed that S-nitrosothiols and ROCK1 play a role in the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes and that MSM supplementation may have a role in the treatment of metabolic disorders.