Spectroscopy of tissue triglyceride composition : In vitro and in vivo studies

Lipid analysis is commonly performed by gas chromatography (GC) in laboratory conditions. Spectroscopic techniques, however, are non-destructive and can be implemented noninvasively in vivo. Excess fat (triglycerides) in visceral adipose tissue and liver is known predispose to metabolic abnormalities, collectively known as the metabolic syndrome. Insulin resistance is the likely cause with diets high in saturated fat known to impair insulin sensitivity. Tissue triglyceride composition has been used as marker of dietary intake but it can also be influenced by tissue specific handling of fatty acids. Recent studies have shown that adipocyte insulin sensitivity correlates positively with their saturated fat content, contradicting the common view of dietary effects. A better understanding of factors affecting tissue triglyceride composition is needed to provide further insights into tissue function in lipid metabolism. In this thesis two spectroscopic techniques were developed for in vitro and in vivo analysis of tissue triglyceride composition. In vitro studies (Study I) used infrared spectroscopy (FTIR), a fast and cost effective analytical technique well suited for multivariate analysis. Infrared spectra are characterized by peak overlap leading to poorly resolved absorbances and limited analytical performance. In vivo studies (Studies II, III and IV) used proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS), an established non-invasive clinical method for measuring metabolites in vivo. 1H-MRS has been limited in its ability to analyze triglyceride composition due to poorly resolved resonances. Using an attenuated total reflection accessory, we were able to obtain pure triglyceride infrared spectra from adipose tissue biopsies. Using multivariate curve resolution (MCR), we were able to resolve the overlapping double bond absorbances of monounsaturated fat and polyunsaturated fat. MCR also resolved the isolated trans double bond and conjugated linoleic acids from an overlapping background absorbance. Using oil phantoms to study the effects of different fatty acid compositions on the echo time behaviour of triglycerides, it was concluded that the use of long echo times improved peak separation with T2 weighting having a negligible impact. It was also discovered that the echo time behaviour of the methyl resonance of omega-3 fats differed from other fats due to characteristic J-coupling. This novel insight could be used to detect omega-3 fats in human adipose tissue in vivo at very long echo times (TE = 470 and 540 ms). A comparison of 1H-MRS of adipose tissue in vivo and GC of adipose tissue biopsies in humans showed that long TE spectra resulted in improved peak fitting and better correlations with GC data. The study also showed that calculation of fatty acid fractions from 1H-MRS data is unreliable and should not be used. Omega-3 fatty acid content derived from long TE in vivo spectra (TE = 540 ms) correlated with total omega-3 fatty acid concentration measured by GC. The long TE protocol used for adipose tissue studies was subsequently extended to the analysis of liver fat composition. Respiratory triggering and long TE resulted in spectra with the olefinic and tissue water resonances resolved. Conversion of the derived unsaturation to double bond content per fatty acid showed that the results were in accordance with previously published gas chromatography data on liver fat composition. In patients with metabolic syndrome, liver fat was found to be more saturated than subcutaneous or visceral adipose tissue. The higher saturation observed in liver fat may be a result of a higher rate of de-novo-lipogenesis in liver than in adipose tissue. This thesis has introduced the first non-invasive method for determining adipose tissue omega-3 fatty acid content in humans in vivo. The methods introduced here have also shown that liver fat is more saturated than adipose tissue fat.

Circulating Glucocorticoid Bioactivity and Serum Glucocorticoid-Responsive Biomarkers during Steroid Therapy in Children and Adolescents with Inflammatory Bowel Disease

Objective: Glucocorticoid therapy is used worldwide to treat various inflammatory and immune conditions, including inflammatory bowel disease (IBD). In IBD, 80% of the patients obtain a positive response to the therapy; however the development of glucocorticoid-related side-effects is common. Our aim was therefore to study the possibility of optimizing glucocorticoid therapy in children and adolescents with IBD by measuring circulating glucocorticoid bioactivity (GBA) and serum glucocorticoid-responsive biomarkers in patients receiving steroid treatment for active disease. Methods: A total of sixty-nine paediatric IBD patients from the Paediatric Outpatient Clinics of the University Hospitals of Helsinki and Tampere participated in the studies. Control patients included 101 non-IBD patients and 41 disease controls in remission. In patients with active disease, blood samples were withdrawn before the glucocorticoid therapy was started, at 2-4 weeks after the initiation of the steroid and at 1-month intervals thereafter. Clinical response to glucocorticoid treatment and the development of steroid adverse events was carefully registered. GBA was analyzed with a COS-1 cell bioassay. The measured glucocorticoid therapy-responsive biomarkers included adipocyte-derived adiponectin and leptin, bone turnover-related collagen markers amino-terminal type I procollagen propeptide (PINP) and carboxyterminal telopeptide of type I collagen (ICTP) as well as insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and sex hormone-binding globulin (SHBG), and inflammatory marker high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP). Results: The most promising marker for glucocorticoid sensitivity was serum adiponectin that associated with steroid therapy–related adverse events. Serum leptin indicated a similar trend. In contrast, circulating GBA rose in all subjects receiving glucocorticoid treatment but did not associate with the clinical response to steroids or with glucocorticoid therapy-related side-effects. Of notice, young patients (<10 years) showed similar GBA levels than older patients, despite receiving higher weight-adjusted doses of glucocorticoid. Markers of bone formation were lower in children with active IBD than in the control patients, probably reflecting the suppressive effect of the active inflammation. The onset of the glucocorticoid therapy further suppressed bone turnover. Inflammatory marker hs-CRP decreased readily after the initiation of the steroid, however the decrease did not associate with the clinical response to glucocorticoids. Conclusions: This is the first study to show that adipocyte-derived adiponectin associates with steroid therapy-induced side-effects. Further studies are needed, but it is possible that the adiponectin measurement could aid the recognition of glucocorticoid-sensitive patients in the future. GBA and the other markers reflecting glucocorticoid activity in different tissues changed during the treatment, however their change did not correlate with the therapeutic response to steroids or with the development of glucocorticoid-related side effects and therefore cannot guide the therapy in these patients. Studies such as as the present one that combine clinical data with newly developed biomolecular technology are needed to step-by-step build a general picture of the glucocorticoid actions in different tissues.

Spectroscopy of tissue triglyceride composition : In vitro and in vivo studies

Lipid analysis is commonly performed by gas chromatography (GC) in laboratory conditions. Spectroscopic techniques, however, are non-destructive and can be implemented noninvasively in vivo. Excess fat (triglycerides) in visceral adipose tissue and liver is known predispose to metabolic abnormalities, collectively known as the metabolic syndrome. Insulin resistance is the likely cause with diets high in saturated fat known to impair insulin sensitivity. Tissue triglyceride composition has been used as marker of dietary intake but it can also be influenced by tissue specific handling of fatty acids. Recent studies have shown that adipocyte insulin sensitivity correlates positively with their saturated fat content, contradicting the common view of dietary effects. A better understanding of factors affecting tissue triglyceride composition is needed to provide further insights into tissue function in lipid metabolism. In this thesis two spectroscopic techniques were developed for in vitro and in vivo analysis of tissue triglyceride composition. In vitro studies (Study I) used infrared spectroscopy (FTIR), a fast and cost effective analytical technique well suited for multivariate analysis. Infrared spectra are characterized by peak overlap leading to poorly resolved absorbances and limited analytical performance. In vivo studies (Studies II, III and IV) used proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS), an established non-invasive clinical method for measuring metabolites in vivo. 1H-MRS has been limited in its ability to analyze triglyceride composition due to poorly resolved resonances. Using an attenuated total reflection accessory, we were able to obtain pure triglyceride infrared spectra from adipose tissue biopsies. Using multivariate curve resolution (MCR), we were able to resolve the overlapping double bond absorbances of monounsaturated fat and polyunsaturated fat. MCR also resolved the isolated trans double bond and conjugated linoleic acids from an overlapping background absorbance. Using oil phantoms to study the effects of different fatty acid compositions on the echo time behaviour of triglycerides, it was concluded that the use of long echo times improved peak separation with T2 weighting having a negligible impact. It was also discovered that the echo time behaviour of the methyl resonance of omega-3 fats differed from other fats due to characteristic J-coupling. This novel insight could be used to detect omega-3 fats in human adipose tissue in vivo at very long echo times (TE = 470 and 540 ms). A comparison of 1H-MRS of adipose tissue in vivo and GC of adipose tissue biopsies in humans showed that long TE spectra resulted in improved peak fitting and better correlations with GC data. The study also showed that calculation of fatty acid fractions from 1H-MRS data is unreliable and should not be used. Omega-3 fatty acid content derived from long TE in vivo spectra (TE = 540 ms) correlated with total omega-3 fatty acid concentration measured by GC. The long TE protocol used for adipose tissue studies was subsequently extended to the analysis of liver fat composition. Respiratory triggering and long TE resulted in spectra with the olefinic and tissue water resonances resolved. Conversion of the derived unsaturation to double bond content per fatty acid showed that the results were in accordance with previously published gas chromatography data on liver fat composition. In patients with metabolic syndrome, liver fat was found to be more saturated than subcutaneous or visceral adipose tissue. The higher saturation observed in liver fat may be a result of a higher rate of de-novo-lipogenesis in liver than in adipose tissue. This thesis has introduced the first non-invasive method for determining adipose tissue omega-3 fatty acid content in humans in vivo. The methods introduced here have also shown that liver fat is more saturated than adipose tissue fat.

Mammalian Mat1 subunit of Transcription Factor IIH in gene-specific and general transcription

All protein-encoding genes in eukaryotes are transcribed into messenger RNA (mRNA) by RNA Polymerase II (RNAP II), whose activity therefore needs to be tightly controlled. An important and only partially understood level of regulation is the multiple phosphorylations of RNAP II large subunit C-terminal domain (CTD). Sequential phosphorylations regulate transcription initiation and elongation, and recruit factors involved in co-transcriptional processing of mRNA. Based largely on studies in yeast models and in vitro, the kinase activity responsible for the phosphorylation of the serine-5 (Ser5) residues of RNAP II CTD has been attributed to the Mat1/Cdk7/CycH trimer as part of Transcription Factor IIH. However, due to the lack of good mammalian genetic models, the roles of both RNAP II Ser5 phosphorylation as well as TFIIH kinase in transcription have provided ambiguous results and the in vivo kinase of Ser5 has remained elusive. The primary objective of this study was to elucidate the role of mammalian TFIIH, and specifically the Mat1 subunit in CTD phosphorylation and general RNAP II-mediated transcription. The approach utilized the Cre-LoxP system to conditionally delete murine Mat1 in cardiomyocytes and hepatocytes in vivo and and in cell culture models. The results identify the TFIIH kinase as the major mammalian Ser5 kinase and demonstrate its requirement for general transcription, noted by the use of nascent mRNA labeling. Also a role for Mat1 in regulating general mRNA turnover was identified, providing a possible rationale for earlier negative findings. A secondary objective was to identify potential gene- and tissue-specific roles of Mat1 and the TFIIH kinase through the use of tissue-specific Mat1 deletion. Mat1 was found to be required for the transcriptional function of PGC-1 in cardiomyocytes. Transriptional activation of lipogenic SREBP1 target genes following Mat1 deletion in hepatocytes revealed a repressive role for Mat1apparently mediated via co-repressor DMAP1 and the DNA methyltransferase Dnmt1. Finally, Mat1 and Cdk7 were also identified as a negative regulators of adipocyte differentiation through the inhibitory phosphorylation of Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) γ. Together, these results demonstrate gene- and tissue-specific roles for the Mat1 subunit of TFIIH and open up new therapeutic possibilities in the treatment of diseases such as type II diabetes, hepatosteatosis and obesity.

Efeitos da associação da ovariectomia com uma dieta hiperlipídica sobre alterações no metabolismo lipídico, remodelamento e redistribuição do tecido adiposo e sobre os marcadores inflamatórios em camundongas C57BL/6

A menopausa está associada a algumas alterações metabólicas como a obesidade, dislipidemia e inflamação, entre outras anomalias presentes na síndrome metabólica humana. Uma dieta hiperlipídica ou high-fat (HF) associada à menopausa piora tais alterações, aumentando ainda mais o risco de doença cardiovascular. A hipótese de que uma dieta HF agrava as complicações relacionadas à ovariectomia foi testada. Foram avaliadas fêmeas C57BL/6 ovariectomizadas (OVX) ou com operação SHAM e alimentados com ração padrão ou Standard Chow (SC, 10% de gordura) ou uma dieta HF (60% de gordura) por 18 semanas. A eficiência alimentar (EA), massa corporal (MC), distribuição regional das massas de gordura e a morfometria dos adipócitos foram estudados. As análises de sangue (colesterol total, CT, triglicerídeos, TG, citocinas e adipocinas) foram realizadas. Camundongas OVX-HF apresentaram maior EA e maior MC do que os demais grupos (P<0,05). A gordura visceral (ovariana e retroperitoneal) e a gordura subcutânea (gordura inguinal) tiveram o mesmo padrão de distribuição entre os grupos SHAM-SC, SHAM-HF e OVX-SC, mas o grupo OVX-HF apresentou um padrão diferente de acúmulo de gordura - muito maior do que no rupo SHAM-SC. A associação da ovariectomia com a dieta HF aumentou significativamente o diâmetro dos adipócitos dos animais OVX-HF em comparação aos SHAM-HF (P<0,0001) e também agravou a elevação dos níveis de CT, TG e de leptina nas camundongas OVX-HF, em relação aos OVX-SC (P<0,0001). Os níveis de adiponectina foram maiores nas camundongas OVX-SC comparados com as das camundongas SHAM-SC e OVX-HF (P<0,001). A associação da ovariectomia com a dieta HF agravou o aumento dos níveis séricos de leptina em camundongas OVX-HF, em relação aos OVX-SC (P<0,005). TNF-alfa não foi diferente entre os grupos, mas a IL-6 foi significativamente maior nas camundongas OVX-HF comparados a ambos os grupos SHAM-HF e OVX-SC (P<0,0001). Concluindo, a ingestão de uma dieta hiperlipídica por camundongas ovariectomizadas, leva ao aumento do acúmulo e redistribuição inadequada de gordura, à piora dos níveis de citocinas e adipocinas, assim como à desordem metabólica, o que aumenta os fatores de risco para doenças cardiovasculares.

Agonistas PPAR (Rosiglitazona, Bezafibrato e Fenofibrato) e alterações bioquímicas e estruturais em órgãos-alvo de camundongos C57BL/6 alimentados com dieta hiperlipídica rica em sacarose

Este trabalho teve o objetivo de estudar o efeito de medicamentos com diferentes ações agonista PPAR (rosiglitazona, fenofibrato e bezafibrato) sobre o perfil lipídico, glicídico e alterações na massa corporal e morfologia do tecido adiposo e pancreático em modelo de diabetes e sobrepeso induzido por dieta. Camundongos C57BL/6 (2 meses de idade) foram alimentados com dieta padrão (SC, n=10) ou dieta hiperlipídica rica em sacarose (HFHS, n=40) por 6 semanas. Logo após, os animais HFHS foram subdividos em: HFHS não tratado e HFHS tratado com rosiglitazona (HFHS-Ro), fenofibrato (HFHS-Fe) ou bezafibrato (HFHS-Bz) (5 semanas). Os camundongos alimentados com dieta HFHS apresentaram maior glicemia e insulina de jejum (+33% e +138%, respectivamente), intolerância à glicose, resistência à insulina, aumento da massa corporal (MC) (+20%) e adiposidade, hipertrofia de adipócitos e redução da imunocoloração para adiponectina no tecido adiposo. No pâncreas houve aumento da massa (+28%), acúmulo de gordura (+700%), hipertrofia da ilhota (+38%) e redução da imunocoloração para GLUT-2 (-60%). A rosiglitazona diminuiu a glicemia e insulina de jejum, porém induziu o ganho de MC e hipertrofia cardíaca. O fenofibrato estabilizou a MC, enquanto o bezafibrato levou a perda de MC. Apenas o bezafibrato impediu a hipertrofia da ilhota. A imunocoloração para GLUT-2 foi aumentada por todos os medicamentos, e não houve alterações na imunocoloração para o PPARα. Sinais morfológicos de pancreatite foram vistos no grupo HFHS-Fe, apesar dos níveis normais de amilase e lipase séricos. A rosiglitazona exacerbou a infiltração intrapancreática de gordura (+75% vs. HFHS), e o bezafibrato aumento a imunocoloração para o PPARβ/δ nas ilhotas pancreáticas. Em conclusão, o bezafibrato apresentou um efeito mais amplo sobre as alterações metabólicas, morfológicas e biométricas decorrentes da dieta HFHS, sugerindo que a inibição das três isoformas do PPAR seria melhor do que a inibição de apenas uma isoforma. A rosiglitazona exacerbou o ganho de MC, a infiltração de gordura no pâncreas e induziu hipertrofia cardíaca, assim, é necessário cautela ao prescrever este medicamento a um paciente obeso.

Efeitos benéficos do tratamento com óleo de peixe em camundongos c57bl/6 alimentados com dieta hiperlipídica e rica em sacarose

Avaliar os efeitos benéficos do tratamento com óleo de peixe sobre mudanças metabólicas e morfológicas no pâncreas e tecido adiposo de camundongos C57BL/6 alimentados com dieta rica em lipídeos e sacarose (HLS).Camundongos machos da linhagem C57BL/6, foram alimentados com dieta padrão (P) ou dieta HLS. Aos 3 meses de idade, os camundongos do grupo HLS foram separados em grupo não-tratado (HLS) ou grupo tratado com óleo de peixe (HLS-Px, 1,5g/kg/dia). Aos 4 meses de idade os animais foram sacrificados. O grupo HLS apresentou aumento da massa corporal (MC) e no acúmulo do tecido adiposo total, porém o grupo HLS-Px apresentou menor MC e massa de tecido adiposo comparado ao grupo HLS. As concentrações de glicose plasmática e insulina não foram afetadas entre os grupos, no entanto os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maior HOMA-IR. Os grupos HLS e HLS-Px apresentaram maiores concentrações plasmáticas do colesterol total e LDL-C, porém o grupo HLS-Px apresentou maior concentração plasmática do HDL-C e redução da concentração de triglicerídeos. Os adipócitos do grupo HLS apresentaram maior diâmetro quando comparado aos grupos controle e HLS-Px. A massa do pâncreas foi menor no grupo HLS-Px e as ilhotas pancreáticas apresentaram maior diâmetro no grupo HLS, quando comparado ao grupo controle. A expressão de insulina, glucagon e GLUT-2 mostrou-se forte em todas as ilhotas pancreáticas do grupo controle, mas o grupo HLS apresentou fraca expressão para o GLUT-2. Entretanto, HLS-Px apresentou maior expressão do GLUT-2. O tratamento com óleo de peixe foi capaz de reduzir o ganho de massa corporal e a concentração de triglicerídeos, assim como reduzir o acúmulo de tecido adiposo,hipertrofia dos adipócitos, das ilhotas pancreáticas, assim como prevenir a redução do GLUT-2 em camundongos C57BL/6.

A exposição a fumaça de cigarro altera distribuição de tecido adiposo branco de camundongos fêmeas jovens

O tabagismo e a obesidade são as principais causas de morbidade e mortalidade no mundo. Estudos populacionais relatam que fumantes, principalmente do sexo feminino, apresentam baixo índice de massa corporal. Porém, são escassos os estudos que avaliem a composição corporal de humanos e animais expostos a fumaça de cigarro, em especial nos adolescentes. Aos 35 d de idade, camundongos fêmeas foram expostos à fumaça de cigarros 3R4F (médio teor de nicotina), 8 h/dia, por 15 dias (F, n=12), paralelamente foi avaliado animais não expostos (C, n=12). Imediatamente após a exposição, metade dos animais de cada grupo foi sacrificada e a outra metade permaneceu em observação por 30dias. Durante todo o período experimental, a massa e comprimento corporal e ingestão alimentar foram avaliados. Ao final de cada período, os animais foram avaliados por DXA (Dual Energy X-ray Absorptiometry) e sacrificados por exsanguinação. Para avaliação e comprovação da exposição ao fumo foi utilizado a cotinina e morfologia do pulmão. No plasma foram avaliados colesterol, triglicerídeos, glicose, cotinina e insulina. Amostras de tecido adiposo intra-abdominal (IA) e subcutâneo (SC) foram coletadas e processadas por técnica histológica de rotina para análise morfológica. As expressões de PPAR, UCP2 e CPT1 foram avaliadas no tecido IA por western blotting. Durante a exposição, a massa, o comprimento corporal, a ingestão alimentar, a massa magra e a massa de tecido IA, bem como a glicose e o colesterol e a expressão de PPAR permaneceram inalterados. A expressão de UCP2 e CPT1, assim como a insulina circulante diminuiram. A gordura corporal total e do tronco, triglicerídeos e cotinina aumentaram. A análise morfológica não evidenciou alteração no tecido IA, mas, houve aumento do número e diminuição da área dos adipócitos no tecido SC. Após trinta de dias de abstinência a massa corporal, a massa e o número de adipócitos do tecido IA e a glicose aumentaram no grupo F, enquanto houve diminuição do colesterol, da área do adipócito IA e SC e do número do SC. Porém, sem alteração da ingestão, do comprimento corporal, da massa magra, da massa de gordura total e do tronco, da insulina e dos triglicerídeos e também da expressão de PPAR, UCP2 e CPT1 no IA. A exposição à fumaça de cigarro, em camundongos fêmeas jovens, desencadeou mudanças na adiposidade, que repercutiram de forma prejudicial e precoce sobre o metabolismo. Mesmo com a cessação do hábito de fumar os distúrbios metabólicos permanecem expressivos

Efeitos da suplementação dietética com cálcio sobre a plasticidade ontogenética decorrente do desmame precoce ou da exposição materna a nicotina na lactação

O cálcio tem se mostrado útil na regulação do metabolismo energético, favorecendo a perda de peso. Visto que tanto o desmame precoce como a exposição materna à nicotina na lactação são fatores condicionantes para o desenvolvimento de obesidade, hiperleptinemia e resistência à insulina, além de outras alterações endócrinas na idade adulta, decidimos avaliar os possíveis efeitos da suplementação dietética com cálcio sobre as disfunções apresentadas pelos seguintes modelos experimentais: 1) Desmame precoce (DP): ratas lactantes foram envolvidas com atadura para interromper o acesso da prole ao leite nos 3 últimos dias da lactação. As proles das ratas controles tiveram livre acesso ao leite materno durante todo o período da lactação (21 dias). 2) Exposição materna à nicotina (N): Dois dias após o nascimento, ratas lactantes receberam implantes de minibombas osmóticas contendo solução de nicotina (6 mg/kg/dia, 14 dias) ou salina (C), nas mesmas condições. Aos 120 dias de idade, as proles de ambos os modelos de obesidade experimental receberam dieta padrão ou dieta suplementada com cálcio (10g de carbonato de cálcio/kg de ração). O sacrifício ocorreu aos 180 dias de idade. Os dados foram considerados significativos quando p<0,05. Corroborando dados anteriores do nosso grupo, as proles de ambos os modelos de programação (N e DP) apresentaram maior gordura corporal total e visceral, hiperleptinemia, resistência hipotalâmica a leptina e distúrbios na homeostase glicêmica. Além disto, verificamos que as proles N e DP também exibiram aumento dos níveis séricos de 25-hidroxivitamina D3. Todos essas alterações endócrino-metabólicas foram corrigidas pelo tratamento com suplementação com cálcio. Além disso, a prole DP aos 180 dias mostrou hiperfagia e hipertrigliceridemia, que também foram normalizados pela suplementação dietética com cálcio. A prole N apresentou hipotireoidismo, maior conteúdo de catecolaminas e maior expressão de tirosina hidroxilase (TH). A terapia com cálcio reverteu a disfunção adrenal, embora não tenha sido eficaz para normalizar a hipofunção tireoideana. Assim, a suplementação dietética com cálcio normalizou a maioria dos parâmetros da síndrome metabólica observadas nos dois modelos de plasticidade ontogenética. É possível que a redução da adiposidade central induzida pela terapia com cálcio, por si, tenha sido o principal mecanismo que resultou na melhora dos parâmetros estudados. Uma vez que a suplentação de cálcio reverteu as concentrações séricas de 25-hidroxivitamina D3 dos animais obesos, é possível que o efeito anti-obesidade do cálcio também ocorra via ação do calcitriol sobre o adipócito.

Remodelamento do fígado, pâncreas e tecido adiposo em modelo experimental de síndrome metabólica tratado com telmisartana, sitagliptina e metformina

A intervenção farmacológica pode minimizar ou até mesmo reverter o remodelamento adverso em órgãos num modelo de síndrome metabólica. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos das monoterapias e associações medicamentosas sobre a morfologia do tecido adiposo, remodelamento hepático e pancreático em camundongos C57bl/6 alimentados com dieta very high-fat. Camundongos C57bl/6 machos foram alimentados com dieta very high-fat (HF, 60% de lipídios) ou dieta padrão (SC, 10% de lipídios) por 10 semanas, quando foram iniciados os tratamentos: HF-T (HF + Telmisartana, 5.2mg/Kg/dia), HF-S (HF + Sitagliptina, 1.08g/Kg/dia), HF-M (HF + Metformina, 310.0mg/Kg/dia) e as associações medicamentosas HF-TM, HF-TS e HF-SM. Os grupos tratados também tiveram livre acesso à dieta high fat e os tratamentos duraram 6 semanas. Técnicas morfométricas, estereológicas, imunohistoquímicas, ELISA, western blotting e microscopia eletrônica foram utilizadas. A dieta high-fat causou sobrepeso, intolerância oral à glucose, hiperinsulinemia, hipertrofia de ilhotas e adipócitos, grau 2 de esteatose hepatica (<33%) redução da expressão de PPAR-alfa e de GLUT-2, concomitante com aumento da expressão de SREBP-1 no grupo HF (P<0.0001). Por outro lado, todos os tratamentos resultaram em perda de peso significativa, reversão da resistência à insulina, hipertrofia de ilhotas e adipócitos e alívio da esteatose hepática. Somente os grupos HF-T e HF-TS apresentaram massa corporal similar ao grupo SC ao final do experimento, sendo que o ultimo também apresentou reversão da esteatose hepática. O aumento da expressão do PPAR-alfa paralelamente ao decréscimo da expressão do SREBP-1 explica os achados favoráveis para o fígado. A normalização do tamanho do adipócito foi consistente com os níveis maiores de adiponectina e com a redução dos níveis de TNF-alfa (P<0.0001) nos grupos tratados.Todos os tratamentos foram eficazes para controlar a síndrome metabólica. Os melhores resultados foram alcançados com a telmisartana e sitagliptina como monoterapias ou como associação entre essas, combinando a ativação parcial do PPAR-alfa no fígado com a extensão do tempo de ação das incretinas

Dieta hiperlipídica materna e pós-natal promove remodelamento adverso do fígado, pâncreas e tecido adiposo na prole

A dieta hiperlipídica (high-fat, HF) materna durante a gestação e/ou lactação aumenta a susceptibilidade da prole para o desenvolvimento de doenças crônicas na fase adulta. Verificar a hipótese que a ingestão materna de dieta HF nos períodos críticos de desenvolvimento (gestação e/ou lactação) predispõe à doença não alcoólica do fígado gorduroso e alterações pancreáticas e no tecido adiposo de camundongos machos adultos. Camundongos C57BL/6 fêmeas receberam durante a gestação e/ou lactação dieta padrão (standard chow, SC) ou HF. Filhotes machos foram divididos em cinco grupos: SC provenientes de mães SC; G provenientes de mães HF durante a gestação; L provenientes de mães HF durante a lactação; GL/HF provenientes de mães HF durante a gestação/lactação, mantendo a mesma dieta HF no período pós-natal (do desmame aos 3 meses deidade); GL provenientes de mães HF durante a gestação/lactação trocando a dieta para SC no período pós-natal (do desmame aos 3 meses deidade). Foi analisada ao longo do experimento a massa corporal da prole. No sacrifício (3 meses), o fígado, o pâncreas e a gordura epididimária foram removidos, pesados e processados e o sangue foi coletado para análise bioquímica. Ao nascimento e ao desmame, filhotes GL/HF foram mais pesados (+6% e +44%, p<0,05, respectivamente) que os filhotes SC. Os filhotes G apresentaram resistência à insulina e menor expressão do transportador de glicose no fígado (GLUT-2). A esteatose hepática foi observada nos grupos G, L, GL e principalmente nos filhotes do grupo GL/HF. A expressão hepática da proteína ligante de elementos regulatórios de esteróis (SREBP-1c) estava aumentada nos filhotes G, GL e GL/HF. Os filhotes G, GL e GL/HF apresentaram hipertrofia da ilhota pancreática e dos adipócitos quando comparados com o grupo SC. O consumo de dieta HF durante a gestação mostra-se ser o período mais prejudicial para os filhotes adultos de camundongos. A programação metabólica por dieta HF leva ao remodelamento adverso do fígado, do pâncreas e do tecido adiposo

Impacto da dieta hiperlipídica contendo óleo de canola ou de soja no desenvolvimento da adiposidade abdominal e estrutura óssea

A baixa relação de ômega-6/ômega-3 esta relacionada com propriedades benéficas para a saúde óssea. No entanto, a dieta rica nestes compostos pode levar a obesidade. Adipócitos e osteoblastos derivam de células progenitoras comuns, e o consumo de óleo de canola pode ter ação adipogênica e osteogênica. Nosso objetivo foi avaliar a adiposidade abdominal, insulina e estrutura óssea em ratos tratados com dieta contendo baixa relação ômega-6/ômega-3, proveniente do óleo de canola. Após desmame, os ratos foram divididos em grupos alimentados com dieta normocalórica: Controle (S) e experimental (C), contendo 7ml/100g de óleo de soja ou de canola e grupos tratados com dieta rica em lipídios: Controle (7S) ou hiperlipídico contendo 19ml/100g de óleo de soja (19S) ou de canola (19C), até completarem 60 dias de idade. Os dados foram significativos com P<0,05. No primeiro modelo, o grupo C apresentou redução de: Massa e área do adipócito intra-abdominal; Colesterol; Insulina; Densidade mineral (DMO) e massa óssea total e na coluna vertebral; Massa do fêmur; Espessura da diáfise; DMO do fêmur e das vértebras lombares e radiodensidade da cabeça do fêmur. No segundo modelo, os grupos 19S e 19C apresentaram maior ingestão calórica, densidade corporal, massa de gordura intra-abdominal, e maior massa e comprimento do fêmur e da coluna lombar. O grupo 19S apresentou maior área e menor número de adipócitos da região retroperitoneal. Glicose e a insulina foram aumentadas no grupo 19C vs. 7S. A tomografia do fêmur revelou maior radiodensidade na região proximal e da coluna lombar, no grupo 19C. Sugerimos que a quantidade e o tipo de lipídio consumido, após o desmame, induzem não somente o desenvolvimento corporal e os depósitos de gordura, além de afetarem a resistência insulínica e a saúde óssea

Alteração do tecido adiposo e fígado em modelo experimental de síndrome metabólica: ação de agonista PPAR-gama e bloqueador de receptor AT1 da angiotensina 2

Este trabalho teve como objetivo investigar os efeitos da telmisartana (agonista PPAR-gama parcial), losartana (puro bloqueador do receptor AT1 da angiotensina II) e rosiglitazona (agonista PPAR-gama) em modelo experimental de síndrome metabólica. Os alvos do estudo foram a pressão arterial, metabolismo de carboidratos, resistência insulínica, inflamação, tecido adiposo e fígado. Camundongos C57BL/6 (a partir de 3 meses de idade) foram alimentados com dieta padrão (SC, n = 10) ou dieta hiperlipídica rica em sal (HFHS, n = 40) por 12 semanas. Após esse tempo, os animais do grupo HFHS foram subdivididos em 4 grupos (n = 10): HFHS (sem tratamento), ROSI (HFHS tratado com rosiglitazona), TELM (HFHS tratado com telmisartana) e LOS (HFHS tratado com losartana) por 5 semanas. O grupo HFHS apresentou um significante ganho de peso e aumento da pressão arterial sistólica, hiperinsulinemia com resistência insulínica, hiperleptinemia, hipertrofia de adipócitos bem como um quadro de esteatose hepática e níveis aumentados da citocina inflamatória interleucina-6 (IL-6). Os animais tratados com telmisartana chegou ao final do experimento com massa corporal similar ao grupo SC, com reversão do quadro de resistência insulínica, com pressão arterial normal, adipócitos de tamanho normal e sem apresentar esteatose hepática. Além disso, o tratamento com telmisartana aumentou a expressão de PPARγ e adiponectina no tecido adiposo epididimal. A expressão da proteína desacopladora-1 (UCP-1) no tecido adiposo branco (TAB) também foi aumentada. O tratamento com losartana diminuiu a pressão arterial para valores normais, porém com menores efeitos nos parâmetros metabólicos dos animais. O presente modelo experimental de ganho de peso e hipertensão induzidos por dieta mimetiza a síndrome metabólica humana. Neste modelo, a telmisartana aumentou a expressão de UCP-1 no TAB, preveniu o ganho de peso e melhorou a sensibilidade à insulina e a esteatose hepática dos camundongos C57BL/6, provavelmente devido à ativação PPAR-gama.

A ingestão precoce de dieta enriquecida com óleo de peixe reverte alterações bioquímicas, hepáticas e do tecido adiposo na prole de camundongos submetidos à restrição proteica

Ingestão precoce de dieta enriquecida com óleo de peixe reverte alterações bioquímicas, hepáticas e do tecido adiposo na prole de camundongos submetidos à restrição protéica. 2010. 61 f. Dissertação (Mestrado em Biologia Humana e Experimental) Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010. Estudos relacionam obesidade na vida adulta com baixo peso ao nascer (programação metabólica). O fígado é um dos órgãos mais afetados pela programação. O óleo de peixe é rico em ácidos graxos poli-insaturados (AGP) da família n-3: ácido eicosapentaenóico (EPA) e docosahexaenóico (DHA). O EPA e DHA são relacionados com redução da pressão arterial sistólica e ação anti-inflamatória. Testar a hipótese que a ingestão precoce de óleo de peixe (FO) pode reverter os efeitos deletérios da programação na prole adulta de camundongos. Fêmeas grávidas foram alimentadas com ração padrão (SC) ou dieta restrita em proteínas (LP) durante a gestação e lactação. Ao desmame, os seguintes grupos foram formados (de acordo com a suplementação com FO): SC-SC e SC-FO, LP-SC e LP-FO. Foram aferidas massa corporal, ingestão e eficiência alimentar, pressão arterial sistólica (PAS), insulina plasmática, glicose, fator de necrose tumoral (TNF)-alfa, colesterol total (CT), triglicerídeos (TG) e alanina aminotransferase (ALT), morfometria dos adipócitos, estereologia do fígado e expressão proteínas SREBP-1c e PPAR-alfa. A prole LP apresentou maior massa corporal, hipercolesterolemia e hiperglicemia Na idade adulta, os animais restritos tornaram-se hipertensos, com esteatose hepática e elevado nível da SREBP-1c. Entretanto, a prole LP com dieta suplementada com FO ocasionou menor ganho e menor massa corporal final. A dieta FO melhorou o metabolismo lipídico, diminuiu a concentração plasmática de CT e TG, reduziu a massa adiposa e o tamanho dos adipócitos. Além disso, LP-FO mostrou níveis reduzidos da ALT, redução da esteatose hepática, baixa expressão da SREBP-1c e aumento da expressão do PPAR-alfa, além de redução da PAS e dos níveis de TNF-alfa. A dieta com FO teve efeitos benéficos revertendo as respostas da programação sobre o metabolismo da glicose e lipídios, estrutura hepática e tecido adiposo na prole adulta programada.

Dietas hiperlipídicas alteram citocinas inflamatórias, adipocinas, tecido adiposo e fígado em camundongos

As dietas ricas em lipídios saturados provocam efeitos deletérios no metabolismo de glicose, secreção de adipocinas e inflamação, entretanto, outros tipos de lipídios podem modular de forma diferenciada tais efeitos. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito de diferentes dietas hiperlipídicas no metabolismo de carboidratos, lipídios, no tecido adiposo e no fígado. Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em 5 grupos (n=10/grupo): animais que receberam dieta controle (standart chow, SC, 10% de lipídios, grupo controle) e animais que receberam diferentes dietas hiperlipídicas (High-fat, HF, 60% de lipídios): à base de banha de porco (lard, grupo HF-L), à base de óleo de oliva (olive oil, grupo HF-O), à base de óleo de girassol (sunflower oil, grupo HF-S) e à base de óleo de canola (canola oil, grupo HF-Ca).Os animais foram alimentados com as dietas experimentas por 10 semanas. Diariamente a ingestão alimentar era verificada e semanalmente a massa corporal foi aferida. A glicose de jejum e o teste intraperitoneal de tolerância a insulina (TITI) foram realizados uma semana antes da eutanásia. No dia da eutanásia o sangue foi coletado, o tecido adiposo e o fígado dissecados e pesados. A insulina, leptina, adiponectina, resistina, fator de necrose tumoral alfa (TNFα), interleucina-6 (IL-6), proteína quimiotática de monócitos-1 (MCP-1) e inibidor do ativador de plasminogênio-1 (PAI-1) foram dosadas por ELISA. Com os dados de insulina e glicose foi calculado o índice HOMA-IR. Os animais dos grupos HF-L e HF-O apresentaram os maiores valores de insulina, resistina, leptina e HOMA-IR em comparação aos outros grupos (P < 0,0001). No grupo HF-L, os níveis de IL-6 foram maiores quando comparados com os demais grupos (P < 0,0005), enquanto os valores de adiponectina foram os menores (P < 0,0001). A quantidade de gordura subcutânea e visceral foi maior no grupo HF-L e este grupo apresentou também um aumento no diâmetro dos adipócitos. Entretanto a relação:visceral:subcutânea foi maior nos grupos HF-L e HF-O quando comparado com os demais grupos. Além disso, houve aumento de triglicérides hepáticos e de esteatose hepática nos animais dos grupos HF-L e HF-O. Nossos achados nos permitem concluir que animais que são alimentados com dietas hiperlipídica, a distribuição do tecido adiposo, o metabolismo de carboidratos, acumulo de triglicérides hepáticos e esteatose hepática são mais influenciados pelo tipo de lipídios do que pela quantidade.