Maternal exposure to air pollution alters energy balance transiently according to gender and changes gut microbiota.

Introduction: The timing of maternal exposure to air pollution is crucial to define metabolic changes in the offspring. Here we aimed to determine the most critical period of maternal exposure to particulate matter (PM2.5) that impairs offspring's energy metabolism and gut microbiota composition. Methods: Unexposed female and male C57BL/6J mice were mated. PM2.5 or filtered air (FA) exposure occurred only in gestation (PM2.5/FA) or lactation (FA/PM2.5). We studied the offspring of both genders. Results: PM2.5 exposure during gestation increased body weight (BW) at birth and from weaning to young in male adulthood. Leptin levels, food intake, Agrp, and Npy levels in the hypothalamus were also increased in young male offspring. Ikbke, Tnf increased in male PM2.5/FA. Males from FA/PM2.5 group were protected from these phenotypes showing higher O2 consumption and Ucp1 in the brown adipose tissue. In female offspring, we did not see changes in BW at weaning. However, adult females from PM2.5/FA displayed higher BW and leptin levels, despite increased energy expenditure and thermogenesis. This group showed a slight increase in food intake. In female offspring from FA/PM2.5, BW, and leptin levels were elevated. This group displayed higher energy expenditure and a mild increase in food intake. To determine if maternal exposure to PM2.5 could affect the offspring's gut microbiota, we analyzed alpha diversity by Shannon and Simpson indexes and beta diversity by the Linear Discriminant Analysis (LDA) in offspring at 30 weeks. Unlike males, exposure during gestation led to higher adiposity and leptin maintenance in female offspring at this age. Gestation exposure was associated with decreased alpha diversity in the gut microbiota in both genders. Discussion: Our data support that exposure to air pollution during gestation is more harmful to metabolism than exposure during lactation. Male offspring had an unfavorable metabolic phenotype at a young age. However, at an older age, only females kept more adiposity. Ultimately, our data highlight the importance of controlling air pollution, especially during gestation.

Short-term exposure to air pollution (PM2.5) induces hypothalamic inflammation, and long-term leads to leptin resistance and obesity via Tlr4/Ikbke in mice.

A previous study demonstrated that a high-fat diet (HFD), administered for one-three-days, induces hypothalamic inflammation before obesity's established, and the long term affects leptin signaling/action due to inflammation. We investigate whether exposure to particulate matter of a diameter of ≤2.5 µm (PM2.5) in mice fed with a chow diet leads to similar metabolic effects caused by high-fat feeding. Compared to the filtered air group (FA), one-day-exposure-PM2.5 did not affect adiposity. However, five-days-exposure-PM2.5 increased hypothalamic microglia density, toll-like-receptor-4 (Tlr4), and the inhibitor-NF-kappa-B-kinase-epsilon (Ikbke) expression. Concurrently, fat mass, food intake (FI), and ucp1 expression in brown adipose tissue were also increased. Besides, decreased hypothalamic STAT3-phosphorylation and Pomc expression were found after twelve-weeks-exposure-PM2.5. These were accompanied by increased FI and lower energy expenditure (EE), leading to obesity, along with increased leptin and insulin levels and HOMA. Mechanistically, the deletion of Tlr4 or knockdown of the Ikbke gene in the hypothalamus was sufficient to reverse the metabolic outcomes of twelve-weeks-exposure-PM2.5. These data demonstrated that short-term exposure-PM2.5 increases hypothalamic inflammation, similar to a HFD. Long-term exposure-PM2.5 is even worse, leading to leptin resistance, hyperphagia, and decreased EE. These effects are most likely due to chronic hypothalamic inflammation, which is regulated by Tlr4 and Ikbke signaling.

Influência do exercício físico em diferentes intensidades sobre o número de leucócitos, linfócitos e citocinas circulantes / Influence of physical exercise in different intensities on leukocytes, lymphocytes and circulating cytokines levels

O objetivo deste estudo foi verificar os efeitos de cinco sessões consecutivas de exercício (natação) sobre o número de leucócitos totais, linfócitos e a concentração de citocinas circulantes. Foram utilizados ratos Wistar, ± 2 meses, peso ± 200 g, divididos em três grupos (n = 6): 1) controle sedentário, identificado pela sigla (C); 2) exercitado durante 5 sessões na mesma semana (5, 15, 30, 45 e 60 minutos por dia) em intensidade leve (sem sobrecarga adicional), identificado pela sigla (5SL); e 3) exercitado durante cinco sessões na mesma semana (5, 15, 30, 45 e 60 minutos por dia) em intensidade moderada (moderado = sobrecarga de 5% do peso corporal acoplado na região dorsal), identificado pela sigla (5SM). As análises realizadas foram: contagem de leucócitos, linfócitos circulantes, linfócitos dos linfonodos mesentéricos e concentração de citocinas através do método Elisa (IL-2, IL-6 e TNF-a). Aplicou-se o teste estatístico Anova, seguido de Post Hoc Tukey para análises múltiplas, com p £ 0.05. Foi Observado aumento nos leucócitos e linfócitos circulantes para os grupos exercitados em relação ao grupo sedentário; redução no número de linfócitos provenientes dos linfonodos mesentéricos nos grupos 5SL e 5SM em relação ao controle. Para as citocinas foi observada redução na TNF-a circulante nos grupos 5SL e 5SM; nenhuma alteração na IL-6 e IL-2. Concluiu-se que o exercício de volume crescente realizado por cinco sessões consecutivas, tanto na intensidade leve como na moderada, pode promover leucocitose, linfocitose e redução nos linfócitos teciduais. Adicionalmente, este tipo de exercício promove queda na concentração de TNF-a circulante.

Efeito do exercício agudo de curta duração em leucócitos circulantes e linfócitos teciduais de ratos / Effect of acute short term exercise on rat circulating leukocytes and tissues lymphocytes

Sessões agudas promovem respostas no sistema imunológico, podendo acarretar desistência, não continuidadeou queda no desempenho nos programas de exercícios, pela aumentada susceptibilidade às infecções dasvias aéreas superiores (IVASs). Considerando que os linfócitos desempenham funções no combate às infecçõese que indivíduos sedentários com baixo nível de aptidão física, devam iniciar programas de treinamento combaixo volume e intensidade, o estudo teve como objetivo avaliar a contagem de leucócitos e linfócitos circulantese dos linfócitos teciduais mesentéricos, bem como a capacidade proliferativa dos linfócitos teciduais emratos machos “Wistar” submetidos a sessões agudas de cinco e 15 minutos nas intensidades leve e moderada.Os resultados mostram leucocitose e linfocitose nos grupos cinco e 15 minutos em ambas as intensidades,aumentada contagem de linfócitos teciduais nos grupos cinco minutos leve bem como cinco e 15 minutosmoderado, de forma geral, nenhuma alteração na resposta proliferativa celular T, porém com diminuição naresposta celular B nos grupos cinco e 15 minutos leve e cinco minutos moderado. A relevância e o significadoclínico dessas alterações precisam ser mais bem esclarecidos para o melhor entendimento da complexatríade: exercício físico, respostas imunológicas e susceptibilidade a infecções, após sessões submáximas decurta duração.

Acute exercise sessions produce an immune system response, possibly leading to cessation, loss ofcontinuity or performance decrement during the training period, caused by the increased upper respiratoryinfections (IVASs) susceptibility. Considering that lymphocyte cells have to fight infections and thatsedentary subjects in poor physical condition should enroll physical programs of low intensity andvolume, the aim of this study was to evaluate the amount of circulating leukocytes and lymphocytes aswell as the mesenteric lymphocytes tissues, and the proliferative capacity of tissues lymphocytes inmale Wistar rats submitted to acute sets of 5 and 15 minutes of low and moderate intensities. Resultsshow leukocytosis and lymphocytosis in both groups 5 and 15 minutes of low and moderate intensities,increased tissue lymphocytes counting in the 5 minutes group of low intensity and in the 5 and 15minutes groups of moderate intensity, in general, no alteration in the T cellular proliferative capacity,however with reduction in B lymphocytes in the 5 and 15 minutes groups of low intensity and in the 5minutes of moderate intensity. The relevance and the clinical meaning of these alterations need to bewell clarified for a better understanding of the complex triad: physical exercise, immunological responsesand infections susceptibility after submaximal sets of short term.

Efeitos de diferentes programas de exercício nos quadros clínico e funcional de mulheres com excesso de peso / Effects of different exercise programs in clinic and functional status of overweight women

Atualmente o exercício físico tem sido indicado como uma ferramenta na prevenção de doenças crônico degenerativas, dentre elas a obesidade. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes protocolos de exercício de curta duração sobre a composição corporal, capacidade aeróbia e força muscular. Foram selecionadas vinte mulheres classificadas com excesso de peso, idade média de 28,5 anos, massa corporal 77,77kg e gordura corporal 34,17%. As participantes foram divididas aleatoriamente nos grupos: I) grupo que realizou 4 semanas de Componente Força (exercícios contra-resistência) e Componente Aeróbio(bicicleta estacionária e/ou esteira e treinamento em circuito com exercícios contra-resistência), sendo identificado pela sigla (FAC, n=10) e II) grupo que realizou 4 semanas de Componente Força (exercícios contra-resistência) e Componente Aeróbio (composto somente por bicicleta estacionária e/ou esteira), sendo identificado pela sigla(FA, n=10). A avaliação anterior ao início do programa serviu como os dados de controle, formando respectivamente os grupos controle FAC (ConFAC, n=10) e controle FA (ConFA, n=10). A gordura corporal foi avaliada por bioimpedância elétrica. As cargas do treinamento de força foram determinadas pelo teste de carga por repetições e o VO2max estimado pelo protocolo de caminhada de 1.600 metros do Canadian Aerobic Fitness Test. Ambos os grupos apresentaram diminuições não significativas, nas variáveis: massa corporal, gordura corporal, massagorda, circunferências da cintura e quadril, relação cintura-quadril e manutenção na massa magra. Aumentos estatisticamente significantes no VO2max foram observados apenas no grupo FAC. Ambos os grupos apresentaram melhora na capacidade de geração de força, (p≤0.05). Esses resultados demonstram que mesmo um treinamento realizado por curto período (4 semanas) pode induzir adaptações positivas no quadro funcional dessa população.

The present day physical exercise has been indicated as a tool in the prevention of chronic degenerative illness, between them the obesity. In this way, the aim of this study was to evaluate the effect of different short duration exercise protocols on body composition, aerobic capacity and muscle strength. 20 women classified with overweight, 28.5 years old in average, 77.77kg body mass and 34.17% of body fat were selected. The participants were randomly divided in the following groups: I) a group that performed 4 weeks of strength, aerobic with bicycle and/or treadmill and circuit training, identified as (FAC, n=10) and II) a group that performed 4 weeksof strength and aerobic training, exclusively composed by bicycle and/or treadmill, identified by (FA; n=10). The evaluation before the beginning of the exercise training served as the control baseline, composing respectively the control FAC group (ConFAC, n=10) and the control FA group (ConFA, n=10). Body fat was measured by bioelectrical impedance. Strength training loads were determined by load repetitions test and VO2max was estimated by Canadian Aerobic Fitness Test 1.600 meters walking protocol. Both groups showed non significant reductions in the variables: body mass, body fat, fat mass, waist circumference, hip circumference, waist hip ratio and fat free mass maintenance. However, VO2max significant statistical increase was observed only for FAC group. The exercised groups showed increase in strength production capacity, (p≤0.05). These results indicate that, even ashort training period (4 weeks) induce positive adaptations in functional status of this population.