Efeitos de diferentes dietas hiperlipídicas na via L-arginina-óxido nítrico e no stress oxidativo em eritrócitos de camundongos C57BL/6

Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO.

Introduction: nitric oxide (NO) is an inorganic gas with a short half life that plays a critical role in maintaining vascular homeostasis and blood fluidity in physiological conditions. NO is synthesized from the cationic amino acid L-arginine by a family of enzymes: nitric oxide synthase (NOS). Studies have shown that red blood cells (RBCs) express functional endothelial NOS (eNOS), which potentially serves as an intraluminal NO source. Moreover, circulating RBCs participate in antioxidant defence, scavenging oxygen free radicals and preventing oxidative damage to biological membranes and NO destruction. High fat diets are associated with an increased risk of cardiovascular disease and metabolic syndrome, but the exact mechanisms are not completely clear. The objective of this study was to investigate the effects of different high fat (HF) diets in the RBC L-arginine-NO pathway and in oxidative stress in C57BL/6 mice. Methods: three-month-old male C57BL/6 mice were fed different diets for a 10-week period: a standard diet or high-fat (HF) diet containing lard oil (HF-L), olive oil (HF-O), sunflower oil (HF-S) or canola oil (HF-C). Studies of L-arginine transport, mediated by cationic transport systems y+ and y+L, basal activity of NOS, expression of eNOS and inducible NOS (iNOS), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) formation, and antioxidant enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities in RBCs were analysed in these groups. Results: total L-arginine influx into RBCs was upregulated in the HF-O group compared to controls and other HF diet groups. When transport systems were fractionated, there was a higher activation of system y+ in the HF-O group in relation to controls and other HF diet groups. L-arginine transport via system y+L in RBCs was increased in the HF-O, HF-S and HF-C groups compared to controls and the HF-L group. In addition, NOS activity and eNOS expression were enhanced in RBCs, independent of unsaturated HF diets. An overexpression of iNOS was observed in the HF-O group compared with controls. In contrast, the HF-L group showed an inhibition of the RBC L-arginine-NO pathway. The analysis of lipid peroxidation and antioxidant enzyme catalase activity revealed no differences among the groups studied. On the other hand, HF-O induced activation of another antioxidant enzyme, superoxide dismutase (SOD). Conclusions: this study provides the first evidence that systems y+ and y+L mediate increased L-arginine transport into mice RBCs from the HF-O group. Moreover, all unsaturated high-fat diets can induce an increase in basal NOS activity associated with an overexpression of eNOS. It is possible that changes in the lipid composition of the plasmatic membrane induced differently by HF diets could affect transporters and enzymes in RBCs. An inhibition of the L-arginine-NO pathway in HF-L group could contribute to the development of atherosclerosis, while HF unsaturated diets may have a protector effect via enhanced generation of NO.