Dieta hiperlipídica materna, tecido adiposo, fígado, metabolismo de carboidratos e sinalização central de leptina na prole de camundongos C57BL/6

O consumo materno de dieta hiperlipídica saturada durante a gestação e lactação favorece o desenvolvimento obesidade e anormalidades metabólicas na prole. Este trabalho teve como objetivo testar a hipótese de que a prole proveniente de mães alimentadas com dieta hiperlipídica durante a gestação e lactação desenvolve obesidade e anormalidades metabólicas e de que essas alterações estão associadas a resistência central a leptina. As ratas grávidas da linhagem C57BL/6 (n=20) foram alimentadas com dieta standard chow (SC; 19% de lipídeos) ou dieta hiperlipídica (HF; 49% de lipídeos) durante todo período de gestação e lactação. Após o desmame, a prole de machos foi dividida em quatro grupos experimentais, de acordo com a dieta das mães e da prole: SC(mães)/SC(prole), SC/HF, HF/SC e HF/HF (n=12/gp). As características metabólicas foram avaliadas pela curva de ganho de peso; medida da pressão arterial; glicose de jejum, área sob a curva no teste oral de tolerância a glicose; concentrações de triglicerídeos hepáticos e estimativa da esteatose hepática; análise plasmática de insulina e leptina e; distribuição e análise morfológica do tecido adiposo. Para analisar a sensibilidade a leptina, os quatro grupos originais foram subdivididos em dois grupos cada (veículo ou leptina-5g) para verificar a resposta alimentar (g) após o tratamento agudo intracerebroventricular (ICV) e a sinalização hipotalâmica de leptina. A dieta HF durante o período pós-desmame (grupo SC/HF), durante gestação e lactação (grupo HF/SC), ou ambos os períodos (grupo HF/HF), promoveu aumento da massa corporal. No que concerne as alterações hepáticas e a ação da insulina, a dieta HF durante o período perinatal favoreceu 25% de esteatose hepática, hiperinsulinemia e hiperleptinemia, enquanto os demais grupos experimentais SC/HF e HF/HF, demonstraram um padrão mais exacerbado. A avaliação da distribuição e morfometria do tecido adiposo demonstra o importante papel da dieta HF perinatal em amplificar a habilidade de estocar gordura visceral na prole. Considerando a ação central da leptina nos grupos tratados, a resposta alimentar mostrou-se atenuada em SC/HF, indicando o efeito determinante da dieta pós-desmame sobre a ação da leptina nesse modelo. Os resultados indicam fortemente que a dieta HF materna afeta a saúde da prole adulta. Especificamente, a prole programada apresenta esteatose hepática, hipertrofia de adipócitos, aumento de gordura visceral, hiperleptinemia e resistência a insulina. Esse fenótipo não está associado a resistência central a leptina na prole aos três meses de idade.

Bloqueadores do sistema renina-angiotensina em ilhotas pancreáticas e fígado na obesidade induzida por dieta em camundongos

As associações entre obesidade, doença hepática gordurosa não alcoólica (NAFLD) e diabetes mellitus tipo 2 (DM2) são bem estabelecidas, e o sistema renina-angiotensina (SRA) pode proporcionar uma ligação entre eles. O bloqueio do SRA em diferentes níveis pode estar relacionado a respostas na resistência à insulina, remodelagem do pâncreas e do fígado em um modelo de obesidade induzida por dieta. Camundongos C57BL/6 foram alimentados com uma dieta hiperlipídica (HF) durante oito semanas e depois tratados com alisquireno (50 mg/kg/dia), enalapril (30 mg/kg/dia) ou losartana (10 mg/kg/dia) por um período adicional de seis semanas. As drogas foram incorporadas na dieta. Avaliou-se a massa corporal (MC), pressão arterial, consumo e gasto energético (GE), metabolismo da glicose e lipídico, histopatologia pancreática e hepática, análise hormonal, imunohistoquímica, perfil gênico e/ou proteico do SRA no pâncreas, gliconeogênese hepática, sinalização da insulina, oxidação e acúmulo lipídico. Todos os inibidores do SRA reduziram significativamente o aumento da pressão arterial nos camundongos alimentados com dieta HF. O tratamento com enalapril, mas não alisquireno ou losartana, reduziu o ganho de MC e a ingestão alimentar; aumentou o GE; amenizou a intolerância à glicose e resistência à insulina; melhorou a massa de células alfa e beta; impediu a redução da adiponectina plasmática e restaurou a sensibilidade à leptina. Além disso, o tratamento com enalapril melhorou a expressão proteica nas ilhotas pancreáticas de Pdx1, GLUT2, ECA2 e do receptor Mas. O tratamento com losartana apresentou uma elevação na expressão proteica de AT2R no pâncreas. No fígado, a administração de enalapril atenuou a esteatose hepática, o acúmulo de triglicerídeos e preveniu o aumento dos níveis de PEPCK, G6Pase e do GLUT2. Do mesmo modo, o enalapril melhorou a transdução dos sinais da insulina através da via IRS-1/Akt, bem como reduziu os níveis de expressão gênica e/ou proteica de PPAR-gama, SREBP-1c e FAS. Esses resultados sugerem que a inibição da ECA com enalapril atenuou muitos efeitos deletérios provocados pelo consumo da dieta HF, incluindo: normalização da morfologia e função das ilhotas pancreáticas, proteção contra a resistência à insulina e acúmulo de lipídios no fígado. Estes efeitos protetores do enalapril podem ser atribuídos, principalmente, à redução no ganho de MC e ingestão alimentar, aumento do GE, ativação do eixo ECA2/Ang(1-7)/receptor Mas e dos níveis de adiponectina, o que promove uma melhora na ação hepática da insulina e leptina, normalização da gliconeogênese, amenizando a NAFLD.

Dietas ricas em gordura, frutose e sacarose: alterações no fígado

Hábitos inadequados no estilo de vida, pelo consumo exacerbado de dietas ricas em gorduras e açúcares (frutose e sacarose), correlacionam-se positivamente com o desenvolvimento da obesidade, da resistência à insulina (RI) e da esteatose hepática não alcoólica (NAFLD). O estudo teve como objetivo avaliar a magnitude dos efeitos da administração crônica de dietas ricas em gordura e/ou frutose, e ainda, comparar os efeitos dos açúcares isoladamente (frutose e sacarose) sob as alterações bioquímicas, o perfil inflamatório, as respostas morfofuncionais e as expressões proteicas e gênicas de fatores de transcrição envolvidos na lipogênese, na beta-oxidação, na gliconeogênese e no estresse oxidativo no fígado. Camundongos machos C57BL/6 foram divididos em dois experimentos: 1) Dieta controle/standard chow (SC), dieta high fat (HF 42%), dieta high frutose (HFr 34%) e dieta high fat + high frutose (HFHFr - 42% fat + 34% frutose) por 16 semanas; 2) Dieta controle/standard chow (SC), dieta high frutose (HFru 50%) e dieta high sacarose (HSu 50%) por 15 semanas. Ao final dos experimentos foram observados: 1) Não houve diferença na massa corporal entre os animais HFr e SC, só foi observado ganho de peso nos grupos HF e HFHFr. Houve ainda aumento do colesterol total, dos triglicerídeos plasmáticos e hepáticos e RI nos grupos HF, HFr e HFHFr. No fígado, foi observado NAFLD com aumento na expressão de SREBP-1c e PPAR-γ, e redução de PPAR-α. A gliconeogênese mediada pelo GLUT-2 e PEPCK também foi aumentada nos grupos HF, HFr e HFHFr em relação ao grupo SC. Áreas de necroinflamação também foram observadas nos animais HFr e HFHFr; 2) Não houve diferença na massa corporal entre os grupos SC, HFru e HSu. Porém, houve aumento do colesterol total, dos triglicerídeos plasmáticos e hepáticos, da RI, das adipocinas (IL-6, resistina, MCP-1 e leptina), e redução da adiponectina. No fígado, abundante NAFLD com predominância da expressão proteica e gênica de SREBP-1c, PPAR-γ e redução de PPAR-α; e desequilíbrio antioxidante com redução da SOD, da Catalase e da GRx nos grupos HFru e HSu quando comparados ao SC. Não houve diferença na GPx entre os três grupos. Ainda foi observado aumento na expressão proteica de G6Pase, PEPCK e GLUT-2, envolvidos na gliconeogênese hepática nos grupos HFru e HSu. Áreas de necroinflamação, característico da transição NAFLD-NASH, também foram observados. Os resultados permitem concluir que, independente do aumento da massa corporal, a administração crônica de dietas ricas em frutose e sacarose tem efeitos similares aos observados com o consumo de dieta hiperlipídica. Parece que a RI e a NAFLD sejam os precursores destas alterações.

Rosuvastatina, resistência à insulina, adiposidade, inflamação e esteatose hepática em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica

O estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da rosuvastatina (ST) e darosiglitazona sobre a resistência à insulina (RI), morfologia do fígado e do tecido adiposo em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica (HF). O tratamento com rosuvastatina resultou em uma acentuada melhoria na sensibilidade à insulina caracterizada pela melhor depuração da glicose durante o teste de tolerância à insulina e uma redução do índice HOMA-IR em 70% (P = 0,0008). O grupo tratado com rosuvastatina apresentou redução no ganho massa corporal (-8%, P <0,01) e menor depósito de gordura visceral (-60%, P <0,01) em comparação com o grupo HF não tratado. Em comparação com camundongos HF, animais do grupo HF+ST reduziram significativamente a massa hepática e a esteatose hepática (-6%; P <0,05% e -21; P <0,01, respectivamente). O grupo HF+ST, reduziu os níveis de triglicerídeos hepáticos em 58% comparado com o grupo HF (P <0,01). Além disso, a expressão de SREBP-1c (proteína 1c ligadora do elemento regulado por esteróis) foi reduzido em 50% no fígado dos animais HF + ST (P <0,01) em comparação com o grupo HF. Os níveis de resistina foram menores no grupo HF + ST comparado com o grupo HF (44% a menos, P <0,01). Em conclusão, demonstramos que camundongos alimentados com dieta HF tratados com rosuvastatina melhoram a sensibilidade à insulina, com redução da esteatose hepática. Além disso, ST reduziu o ganho de massa corporal, melhorou os níveis circulantes de colesterol e triglicerídeo plasmático, com menor conteúdo de hepático de triglicerídeo, que foi concomitante com menor resistina e aumento da adiponectina.

Avaliação do estresse oxidativo em modelos de plasticidade ontogenética: papel do resveratrol

A obesidade, cuja origem é multifatorial e a prevalência é crescente em diferentes regiões no mundo, está geralmente associada à produção desregulada de adipocinas, ao aumento do estresse oxidativo e à ocorrência de distúrbios metabólicos como dislipidemia, intolerância à glicose e hipertensão. A Programação Metabólica ou Plasticidade Ontogenética tem sido proposta como um importante fator na etiologia da obesidade. Este fenômeno sugere que alterações nutricionais, hormonais e ambientais durante períodos críticos do desenvolvimento, tais como gestação e lactação, podem alterar a fisiologia e o metabolismo de um organismo provocando o desenvolvimento de distúrbios metabólicos na vida adulta. Neste trabalho foram estudados dois modelos de plasticidade ontogenética que programam ratos Wistar para obesidade na vida adulta: a supernutrição na lactação e o desmame precoce. A supernutrição na lactação provocada pela redução da ninhada causou obesidade, hiperfagia, aumento do estresse oxidativo, resistência hepática à ação da insulina e esteatose nas proles na idade adulta. A desnutrição, provocada pelo desmame precoce, também se associou na idade adulta com obesidade visceral, aumento do estresse oxidativo e esteatose, assim como dislipidemia, resistência à insulina, hipertensão arterial e resistência central à leptina. No modelo de programação pelo desmame precoce, os animais adultos foram tratados com resveratrol (30mg/kg/MC), um polifenol encontrado nas uvas e conhecido por seus efeitos antioxidante e hipoglicemiante, por 30 dias. Os animais programados pelo desmame precoce que receberam resveratrol tiveram massa corporal, gordura visceral e morfologia hepática semelhantes aos animais controles. Ainda, o resveratrol normalizou a pressão arterial, a dislipidemia, a glicemia e as concentrações de adiponectina e leptina. A normalização da leptinemia esteve associada à correção da resistência central à leptina nestes animais, uma vez que o resveratrol normalizou além da ingestão, o conteúdo hipotalâmico de JAK2, pSTAT3 e NPY. Portanto, os animais programados pela supernutrição na lactação ou pelo desmame precoce apresentaram aumento do estresse oxidativo associado à obesidade e alterações metabólicas como esteatose. O tratamento com resveratrol nos animais programados pelo desmame precoce preveniu o aumento de estresse oxidativo, obesidade visceral, resistência à insulina, dislipidemia e esteatose. Além disso, o resveratrol causou normalização da leptinemia nestes animais, assim como da ação deste hormônio no hipotálamo, controlando a hiperfagia característica deste modelo.

Curta administração de GW501516 melhora o estado inflamatório do tecido adiposo branco, o dano hepático e a inflamação renal de camundongos alimentados com dieta rica em frutose

A superativação do eixo ECA/AT1r está intimamente relacionada à síndrome metabólica e no organismo tem grande relação com o quadro de inflamação. A administração de frutose, seja por dieta ou pela água, tem sido usada como um modelo para a indução da superatividade desse eixo e para o estudo das vias inflamatórias relacionadas ao AT1r. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar se a administração de GW510156 poderia diminuir a superativação do eixo ECA/AT1r e consequentemente diminuir os danos causados pela dieta rica em frutose. Para isso foram utilizados camundongos machos C57Bl/6 que receberam uma dieta contendo 47% de frutose durante oito semanas ou uma dieta controle. Após oito semanas, os grupos foram redivididos aleatoriamente para o início da administração do GW501516 durante três semanas, totalizando quatro grupos experimentais. Os animais tratados apresentaram uma melhora da pressão arterial sistólica e também dos parâmetros urinários como proteinúria e ácido úrico. Houve ainda uma melhora dos triglicerídeo e ácido úrico plasmáticos. No tecido adiposo branco, o GW501516 foi capaz de diminuir a expressão dos componentes do eixo ECA/AT1r e também amenizou a inflamação causada pela dieta rica em frutose. No fígado, não houve alterações significativa do eixo, porém a fosforilação de JAK2 dependente de AT1r foi diminuída e consequentemente houve uma menor ativação das células estreladas no grupo que recebeu o GW501516. Além disso, as proteínas e genes relacionados à β-oxidação foram aumentados com o tratamento e aqueles relacionados à lipogênese de novo, diminuídos o que resultou em menor esteatose no parênquima hepático. Os rins apresentaram uma melhora da inflamação induzida pelo eixo, apesar de o eixo também não ter apresentado diferenças significativas com o tratamento. Também não foram encontradas diferenças significativas na expressão proteica e gênica das proteínas antioxidantes. Com esses resultados podemos concluir que a curta administração do GW501516 pôde aliviar os efeitos inflamatórios e a esteatose hepática causada pela dieta rica em frutose, podendo ser pensado como uma nova ferramenta terapêutica no tratamento da superativação do eixo ECA/AT1r.

Mães obesas, filhotes obesos: estudo experimental

O aumento da obesidade materna pode refletir em efeitos deletérios na prole adulta, manifestos diferentemente de acordo com o gênero do indivíduo. Este trabalho teve como objetivo verificar a hipótese de que a obesidade materna provoca alterações metabólicas, na estrutura do tecido adiposo e hepático e mudanças de perfil inflamatório nas proles adultas de machos e fêmeas. Fêmeas C57BL/ 6 receberam dieta padrão (SC, 17% da energia proveniente do lipídeo) ou dieta hiperlipídica (HF; 49% da energia proveniente do lipídeo) durante oito semanas pré-gestacionais até a lactação. Após o desmame, os filhotes foram divididos nos grupos: SCM (machos), SCF (fêmeas), HFM (machos) e HFF (fêmeas). As características metabólicas foram avaliadas pela massa corporal (MC), glicemia de jejum, área sob a curva no teste oral de tolerância a glicose; concentrações de triglicerídes (TG) hepáticos e estimativa da esteatose hepática; análise plasmática de insulina, colesterol total (CT), triglicerídes (TG) e adipocinas; distribuição e análise morfológica do tecido adiposo e estado pró-inflamatório dos filhotes. Diferenças entre os grupos foram analisadas pelo Teste T não pareado (dados entre progenitoras e pares de grupos nas proles); one-way ANOVA com pós-teste de Tukey (para proles) e two-way ANOVA (efeito da dieta materna e gênero). O nível de significância adotado foi de P≤0,05. Progenitoras HF tiveram maior MC (+20%), glicemia elevada (+22%) e intolerância à glicose em comparação ao grupo SC. A partir da quarta semana, a MC mostrou-se maior nas proles HF, em ambos os gêneros, quando comparados às proles SC. Na 12 semana, a MC foi 20% maior no grupo HF macho e 30% maior no grupo HF fêmea do que seus controles (p<0,0001, ambos os gêneros). Intolerância à glicose foi observada em machos e fêmeas HF em relação aos seus contrapares SC (+20%, p<0,05). Proles HF demonstraram hepatomegalia com maior acúmulo de TG hepático, resultando em maior percentual de esteatose em machos (27%) e fêmeas HF (25%). Proles HF apresentaram incremento na adiposidade (+20%) e nos níveis de CT e TG do que seus congêneres SC. Níveis plasmáticos de leptina e insulina foram maiores, enquanto houve diminuição da adiponectina no grupo HF macho em relação ao grupo SC macho. Hipertrofia de adipócitos foi observada nas proles HF. TNF-alfa, IL-6 e leptina foram mais expressos em proles HF, porém diminuição na expressão de adiponectina foi evidenciada nas proles geradas por mães obesas. A luz do exposto, a dieta HF administrada em mães antes e durante períodos de gestação e lactação leva à obesidade materna que tem consequências na prole, tais como remodelamento do tecido adiposo, juntamente com alterações bioquímicas e metabólicas dos adipócitos, intensificando o estado pró-inflamatório da prole, em ambos os gêneros, na idade adulta.

Efeitos transgeracionais da restrição materna de vitamina D em camundongos: rim e metabolismo da glicose

A vitamina D, atualmente, é relacionada também ao metabolismo da glicose e o desenvolvimento de órgãos. Fêmeas de camundongos suíços (F0) foram alimentadas por uma das dietas experimentais: SC (dieta padrão) ou VitD- (dieta sem vitamina D). A prole de machos foi estudada nas idades: nascimento, 10 dias, desmame e seis meses, nas gerações F1 e F2. Avaliou-se a biometria [Massa Corporal (MC), Comprimento nasoanal (CNA) e Pressão Arterial (PA)], urina de 24 horas, glicemia e Teste Oral de Tolerância à Glicose (TOTG). Durante a eutanásia, o sangue foi coletado para análise bioquímica e os tecidos foram removidos para análise estereológica, morfométrica e Western blotting (WB). Não houve diferença de MC ao nascimento. Ao desmame, o grupo F2-VitD- teve maior MC que F2-SC (P=0,03) e aos seis meses, os grupos F1 e F2-VitD- tiveram MC mais elevada (P<0,05 vs SC). A PA foi crescente na prole VitD-, sendo maior em F1-VitD- (P=0,001). A glicemia e TOTG foram alterados somente na F1-VitD-, seguida de esteatose hepática (+99%), hipertrofia da ilhota pancreática (+40%) e elevação do triglicerídeo sanguíneo (P<0,01). O WB de fígado mostrou elevação de FAS (+18%, P<0,01), no grupo com esteatose. Curiosamente, embora a F2-VitD- tenha apresentado elevação de MC, somente o colesterol total fora alterado (P<0,05). Quanto à nefrogênese, houve 50% mais glomérulos imaturos em F1-VitD- que F1-SC (P<0,0001). Porém, na F2 houve aumento somente de 20% (P<0,001). Aos 10 dias, F1-VitD- teve 150% mais glomérulos imaturos e 25% mais glomérulos maduros que SC-F1 (P<0,0001). O WB de rim mostrou que a prole F1-VitD- apresentou maior expressão de renina, ao desmame e aos seis meses, enquanto que a expressão de podocina foi reduzida (P=0,0004). Não houve diferença na análise de WT1. A restrição materna em vitamina D altera a morfologia do pâncreas e fígado, com resistência à insulina, altera a expressão renal de importantes fatores, assim como retarda a maturação glomerular estendendo o período da nefrogênese, principalmente na geração F1.

Efeito da suplementação dietética com cálcio sobre a plasticidade ontogenética no modelo de superalimentação pós-natal

A obesidade está relacionada com o desenvolvimento da diabetes, estresse oxidativo, esteatose hepática, alteração da sensibilidade hormonal e redução da capacidade termogênica pelo tecido adiposo marrom (TAM). Na obesidade, alterações do sistema dopaminérgico mesocorticolímbico podem levar ao vício por alimentos palatáveis. Todas estas características contribuem para o baixo gasto energético e o alto consumo alimentar. Para estudar os efeitos em longo prazo da obesidade infantil, utilizamos o modelo de redução do tamanho da ninhada. Para induzir a superalimentação neonatal, o tamanho da ninhada foi reduzido para 3 filhotes machos de PN3 21 (grupo SL). O grupo controle permaneceu com 10 filhotes (grupo NL). Em PN120, o grupo SL foi dividido em: SL que recebeu ração controle e SL-Ca que recebeu dieta controle suplementada com 10g/kg de CaCO3. Os sacrifícios ocorreram em PN120 e PN180. Durante todo o período experimental, avaliamos o consumo alimentar e peso corporal. Em PN175, avaliamos a preferência alimentar dos animais por uma dieta rica em açúcar ou em lipídio. Avaliamos os hormônios por ELISA, RIA e quimioluminescência; o conteúdo proteico por Western blotting no fígado, tecido adiposo branco (TAB) e marrom (TAM), adrenal e regiões cerebrais; as atividades enzimáticas no soro e no fígado por cinética enzimática. Em PN21, PN120 e PN180, avaliamos in vivo a atividade simpática do TAM. Ao desmame, os ratos SL apresentaram maior estado pró-oxidativo no fígado e plasma e menor sensibilidade às catecolaminas no TAB. Na idade adulta, a suplementação é capaz de melhorar o estado pró-oxidativo no fígado e plasma, a sensibilidade à insulina e a microesteatose no fígado. Tanto a alteração de metabolismo/ação da vitamina D e do glicocorticóide no tecido adiposo como a menor capacidade termogênica do TAM contribuem para a maior adiposidade dos animais do grupo SL. A suplementação com cálcio corrigiu parte dessas alterações. A superalimentação pós-natal levou a redução da via dopaminérgica e a maior preferencia por gordura, enquanto a suplementação com cálcio normalizou esta via apenas a nível hipotalâmico e corrigiu a preferência alimentar. Nossos dados destacam o impacto benéfico da suplementação dietética com cálcio, que pode ter um papel nutricional promissor para auxiliar a perda de peso e minimizar os distúrbios relacionados a obesidade e a síndrome metabólica dos animais obesos que foram superalimentados na lactação.

Evolution of the DRD2 gene haplotype and its association with alcoholism in Mexican Americans

The human D2 dopamine receptor gene (DRD2) plays a central role in the neuromodulation of appetitive behaviors and is implicated in having a possible role in susceptibility to alcoholism. We genotyped an SNP in DRD2 Exon 8 in 251 nonalcoholic, unrelated, healthy controls and 200 alcoholic Mexican Americans. The DRD2 haplotypes were analyzed using the Exon 8 genotype in combination with five other SNP genotypes, which were obtained from our previous study. The ancestral origins of the DRD2 polymorphisms have been determined by sequencing the homologous region in other higher primates. Twenty DRD2 haplotypes, defined as H1 to H20 based on their frequency from high to low, were obtained in this major minority population. The ancestral haplotype "I-132-G-C-G-A1" and two one-step mutation haplotypes were absent in our study population. The haplotype H1, "I-B1-T-C-A-A1", with the highest frequency in the population, is a three-step mutation from the ancestral form. The first five or eight major haplotypes make up 87% or 95% of the entire population, respectively. The prevalence of the haplotype H1+ (H1/H1 and H1/Hn genotypes) is significantly higher in alcoholics and alcoholic subgroups, including early onset drinkers and benders, than in their respective control groups. The Promoter -141C allele is in linkage disequilibrium (LD) with five other loci in the nonalcoholic group, but not in the alcoholic group. All of the other five loci are in LD in both the alcoholic and control groups. The DRD2 TaqI B allele is in complete LD with the allele located in intron 6. Five SNPs, Promoter -141C, TaqI B (or Intron 6), Exon 7, Exon 8, and TaqI A, are sufficient to define the DRD2 haplotypes in Mexican Americans. Our data indicate that the DRD2 haplotypes are associated with alcoholism in Mexican Americans. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Capillary electrophoresis with electrochemiluminescence detection for measurement of aspartate aminotransferase and alanine aminotransferase activities in biofluids

A new sensitive assay for aspartate aminotransterase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) activities in biofluids was developed, based on the separation and detection of alanine, glutamate, and aspartate using capillary electrophoresis (CE) with electrochemiluminescence (ECL) detection. The three amino acids were separated in 5 mM phosphate of pH 2.1 as background electrolyte, and detected on a 500 mu m platinum disk electrode at 1.2 V (versus Ag/AgCl) in the presence of 10 mM tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II) dissolved in 80 mM phosphate of pH 10.5. A mass detection limit of 37.3 fmol (or 81.5 fmol) for glutamate, corresponding to the product in the enzyme reaction catalyzed by 1.24 x 10(-9) U AST (or 2.72 x 10(-9) U ALT) in a 30 min reaction period, was achieved. This assay was applied to investigate the cytotoxicity effect of ethanol on HepG2 cells and differentiating nonalcoholic steatohepatitis (NASH) from alcoholic liver disease, indicating that the technique is promising for the application in the cell biological and clinical fields.

Quantifiable biomarkers of normal aging in the Japanese medaka fish (Oryzias latipes).

BACKGROUND: Small laboratory fish share many anatomical and histological characteristics with other vertebrates, yet can be maintained in large numbers at low cost for lifetime studies. Here we characterize biomarkers associated with normal aging in the Japanese medaka (Oryzias latipes), a species that has been widely used in toxicology studies and has potential utility as a model organism for experimental aging research. PRINCIPAL FINDINGS: The median lifespan of medaka was approximately 22 months under laboratory conditions. We performed quantitative histological analysis of tissues from age-grouped individuals representing young adults (6 months old), mature adults (16 months old), and adults that had survived beyond the median lifespan (24 months). Livers of 24-month old individuals showed extensive morphologic changes, including spongiosis hepatis, steatosis, ballooning degeneration, inflammation, and nuclear pyknosis. There were also phagolysosomes, vacuoles, and residual bodies in parenchymal cells and congestion of sinusoidal vessels. Livers of aged individuals were characterized by increases in lipofuscin deposits and in the number of TUNEL-positive apoptotic cells. Some of these degenerative characteristics were seen, to a lesser extent, in the livers of 16-month old individuals, but not in 6-month old individuals. The basal layer of the dermis showed an age-dependent decline in the number of dividing cells and an increase in senescence-associated β-galactosidase. The hearts of aged individuals were characterized by fibrosis and lipofuscin deposition. There was also a loss of pigmented cells from the retinal epithelium. By contrast, age-associated changes were not apparent in skeletal muscle, the ocular lens, or the brain. SIGNIFICANCE: The results provide a set of markers that can be used to trace the process of normal tissue aging in medaka and to evaluate the effect of environmental stressors.

β-Lapachone alleviates alcoholic fatty liver disease in rats

Alcohol-induced liver injury is the most common liver disease in which fatty acid metabolism is altered. It is thought that altered NAD+/NADH redox potential by alcohol in the liver causes fatty liver by inhibiting fatty acid oxidation and the activity of tricarboxylic acid cycle reactions. β-Lapachone (βL), a naturally occurring quinone, has been shown to stimulate fatty acid oxidation in an obese mouse model by activating adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK). In this report, we clearly show that βL reduced alcohol-induced hepatic steatosis and induced fatty acid oxidizing capacity in ethanol-fed rats. βL treatment markedly decreased hepatic lipids while serum levels of lipids and lipoproteins were increased in rats fed ethanol-containing liquid diets with βL administration. Furthermore, inhibition of lipolysis, enhancement of lipid mobilization to mitochondria and upregulation of mitochondrial β-oxidation activity in the soleus muscle were observed in ethanol/βL-treated animals compared to the ethanol-fed rats. In addition, the activity of alcohol dehydrogenase, but not aldehyde dehydrogenase, was significantly increased in rats fed βL diets. βL-mediated modulation of NAD+/NADH ratio led to the activation of AMPK signaling in these animals. Conclusion: Our results suggest that improvement of fatty liver by βL administration is mediated by the upregulation of apoB100 synthesis and lipid mobilization from the liver as well as the direct involvement of βL on NAD+/NADH ratio changes, resulting in the activation of AMPK signaling and PPARα-mediated β-oxidation. Therefore, βL-mediated alteration of NAD+/NADH redox potential may be of potential therapeutic benefit in the clinical setting.

Circulating pancreatic polypeptide concentrations predict visceral and liver fat content

CONTEXT AND OBJECTIVE: No current biomarker can reliably predict visceral and liver fat content, both of which are risk factors for cardiovascular disease. Vagal tone has been suggested to influence regional fat deposition. Pancreatic polypeptide (PP) is secreted from the endocrine pancreas under vagal control. We investigated the utility of PP in predicting visceral and liver fat. PATIENTS AND METHODS: Fasting plasma PP concentrations were measured in 104 overweight and obese subjects (46 men and 58 women). In the same subjects, total and regional adipose tissue, including total visceral adipose tissue (VAT) and total subcutaneous adipose tissue (TSAT), were measured using whole-body magnetic resonance imaging. Intrahepatocellular lipid content (IHCL) was quantified by proton magnetic resonance spectroscopy. RESULTS: Fasting plasma PP concentrations positively and significantly correlated with both VAT (r = 0.57, P < .001) and IHCL (r = 0.51, P < .001), but not with TSAT (r = 0.02, P = .88). Fasting PP concentrations independently predicted VAT after controlling for age and sex. Fasting PP concentrations independently predicted IHCL after controlling for age, sex, body mass index (BMI), waist-to-hip ratio, homeostatic model assessment 2-insulin resistance, (HOMA2-IR) and serum concentrations of triglyceride (TG), total cholesterol (TC), and alanine aminotransferase (ALT). Fasting PP concentrations were associated with serum ALT, TG, TC, low- and high-density lipoprotein cholesterol, and blood pressure (P < .05). These associations were mediated by IHCL and/or VAT. Fasting PP and HOMA2-IR were independently significantly associated with hepatic steatosis (P < .01). CONCLUSIONS: Pancreatic polypeptide is a novel predictor of visceral and liver fat content, and thus a potential biomarker for cardiovascular risk stratification and targeted treatment of patients with ectopic fat deposition.

Liver fat in adults with GH deficiency: comparison to matched controls and the effect of GH replacement

CONTEXT: Existing data regarding the association between growth hormone deficiency (GHD) and liver fat content are conflicting. OBJECTIVE: We aimed i) to assess intrahepatocellular lipid (IHCL) content in hypopituitary adults with GHD compared to matched controls and ii) to evaluate the effect of growth hormone (GH) replacement on IHCL content. DESIGN: Cross-sectional comparison and controlled intervention study. PATIENTS, PARTICIPANTS: Cross-sectional comparison: 22 hypopituitary adults with GHD and 44 healthy controls matched for age, BMI, gender and ethnicity. Intervention study: 9 GHD patients starting GH replacement (GH Rx group), 9 GHD patients not starting replacement therapy (non-GH Rx group). INTERVENTION: Intervention study:GH replacement for 6 months in the GH Rx group, dosage was titrated to achieve normal IGF-1 levels. MAIN OUTCOME MEASURES: IHCL content determined by proton magnetic resonance spectroscopy (1 H MRS). RESULTS: Cross-sectional comparison: There was no difference in IHCL content between GHD patients and healthy controls (1.89% (0.30, 4.03) vs. 1.14% (0.22, 2.32); p=0.2), the prevalence of patients with hepatic steatosis (IHCL of ≥ 5.56%) was similar in the two groups (22.7% vs. 15.9%; chi square probability = 0.4). Intervention study: The change in IHCL content over 6 months did not differ between the GH Rx group and the non-GH Rx group (-0.63 ± 4.53% vs. +0.11 ± 1.46%; p=0.6). CONCLUSIONS: In our study liver fat content and the prevalence of hepatic steatosis did not differ between hypopituitary adults with GHD and matched controls. In GHD patients GH replacement had no effect on liver fat content.