HFD groups in the Solovay model

Hajnal and Juhasz proved that under CH there is a hereditarily separable, hereditarily normal topological group without non-trivial convergent sequences that is countably compact and not Lindelof. The example constructed is a topological subgroup H subset of 2(omega 1) that is an HFD with the following property (P) the projection of H onto every partial product 2(I) for I is an element of vertical bar omega(1)vertical bar(omega) is onto. Any such group has the necessary properties. We prove that if kappa is a cardinal of uncountable cofinality, then in the model obtained by forcing over a model of CH with the measure algebra on 2(kappa), there is an HFD topological group in 2(omega 1) which has property (P). Crown Copyright (C) 2009 Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Probiotics modify tight junction proteins in an animal model of non-alcoholic fatty liver disease

Objectives We have investigated the effects of a multi–species probiotic preparation containing a combination of probiotic bacterial genera that included Bifidobacteria, Lactobacilli and a Streptococcus in a mouse model of high fat diet/obesity induced liver steatosis. Methods Three groups of C57B1/6J mice were fed either a standard chow or a high fat diet for 20 weeks, while a third group was fed a high fat diet for 10 weeks and then concomitantly administered probiotics for a further 10 weeks. Serum, liver and large bowel samples were collected for analysis. Results The expression of the tight junction proteins ZO-1 and ZO-2 was reduced (p < 0.05) in high fat diet fed mice compared to chow fed mice. Probiotic supplementation helped to maintain tight ZO-1 and ZO-2 expression compared with the high fat diet group (p < 0.05), but did not restore ZO-1 or ZO-2 expression compared with chow fed mice. Mice fed a high fat diet ± probiotics had significant steatosis development compared to chow fed mice (p < 0.05); steatosis was less severe in the probiotics group compared to the high fat diet group. Hepatic triglycerides concentration was higher in mice fed a high fat diet ± probiotics compared to the chow group (p < 0.05), and was lower in the probiotics group compared to the high fat diet group (p < 0.05). Compared to chow fed mice, serum glucose and cholesterol concentrations, and the activity of alanine transaminase were higher (p < 0.05), whereas serum triglyceride concentration was lower (p < 0.05) in mice fed a high fat diet ± probiotics. Conclusions Supplementation with a multi-species probiotic formulation helped to maintain tight junction proteins ZO-1 and ZO-2, and reduced hepatic triglyceride concentrations compared with a HFD alone.

Terminalia paniculata bark extract attenuates non-alcoholic fatty liver via down regulation of fatty acid synthase in high fat diet-fed obese rats

Background: This study was performed to understand the possible therapeutic activity of Terminalia paniculata ethanolic extract (TPEE) on non alcoholic fatty liver in rats fed with high fat diet. Methods: Thirty six SD rats were divided into 6 groups (n = 6): Normal control (NC), high fat diet (HFD), remaining four groups were fed on HFD along with different doses of TPEE (100,150 and 200 mg/kg b.wt) or orlistat, for ten weeks. Liver tissue was homogenized and analyzed for lipid profiles, activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and malondialdehyde (MDA) content. Further, the expression levels of FAS and AMPK-1 alpha were also studied in addition to histopathology examination of liver tissue in all the groups. Results: HFD significantly increased hepatic liver total cholesterol (TC), triglycerides (TG), free fatty acids (FFA) and MDA but decreased the activities of SOD and CAT which were subsequently reversed by supplementation with TPEE in a dose-dependent manner. In addition, TPEE administration significantly down regulated hepatic mRNA expression of FAS but up regulated AMPK-1 alpha compared to HFD alone fed group. Furthermore, western blot analysis of FAS has clearly demonstrated decreased expression of FAS in HFD + TPEE (200 mg/kg b. wt) treated group when compared to HFD group at protein level. Conclusions: Our biochemical studies on hepatic lipid profiles and antioxidant enzyme activities supported by histological and expression studies suggest a potential therapeutic role for TPEE in regulating obesity through FAS.

Evaluation of anti-obesity activities of ethanolic extract of Terminalia paniculata bark on high fat diet-induced obese rats

Background: The prevalence and severity of obesity and associated co-morbidities are rapidly increasing across the world. Natural products-based drug intervention has been proposed as one of the crucial strategies for management of obesity ailments. This study was designed to investigate the anti-obesity activities of ethanolic extract of Terminalia paniculata bark (TPEE) on high fat diet-induced obese rats. Methods: LC-MS/MS analysis was done for ethanolic extract of T. paniculata bark. Male Sprague-Dawley (SD) rats were randomly divided into six groups of six each, normal diet fed (NC), high fat diet-fed (HFD), HFD+ orlistat (standard drug control) administered, and remaining three groups were fed with HFD + TPEE in different doses (100,150 and 200 mg/kg b. wt). For induction of obesity rats were initially fed with HFD for 9 weeks, then, (TPEE) was supplemented along with HFD for 42 days. Changes in body weight, body composition, blood glucose, insulin, tissue and serum lipid profiles, atherogenic index, liver markers, and expression of adipogenesis-related genes such as leptin, adiponectin, FAS, PPARgamma, AMPK-1alpha and SREBP-1c, were studied in experimental rats. Also, histopathological examination of adipose tissue was carried out. Results: Supplementation of TPEE reduced significantly (P < 0.05) body weight, total fat, fat percentage, atherogenic index, blood glucose, insulin, lipid profiles and liver markers in HFD-fed groups, in a dose-dependent manner. The expression of adipogenesis-related genes such as Leptin, FAS, PPARgamma, and SREBP-1c were down regulated while Adiponectin and AMPK-1alpha were up regulated in TPEE + HFD-fed rats. Furthermore, histopathological examination of adipose tissue revealed the alleviating effect of TPEE which is evident by reduced size of adipocytes. Conclusions: Together, the biochemical, histological and molecular studies unambiguously demonstrate the potential anti adipogenic and anti obesity activities of TPEE promoting it as a formidable candidate to develop anti obesity drug.

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.

Papel de E2F1 y E2F2 en la instauración de esteatosis inducida por dieta rica en grasa

Los factores de transcripción E2F son cruciales en la transición G1/S del ciclo celular. El factor de transcripción E2F1 regula el metabolismo oxidativo y su falta genera resistencia a obesidad. Se desconoce si E2F1 y E2F2 están implicados en la regulación de la homeostasis metabólica hepática. Por ello, el objetivo fue investigar el papel de E2F1 y E2F2 en la modulación del metabolismo lipídico hepático y su repercusión a nivel orgánico. Se utilizaron ratones macho de 3 meses E2F1-/-, E2F2-/- y sus controles que serán alimentados con dieta control o rica en grasa (HFD) durante 10 semanas. Se analizaron parámetros séricos en estado de alimento y tras 13 horas de ayuno. Se investigaron in vivo los flujos metabólicos hepáticos implicados en la disponibilidad de fosfolípidos, diglicéridos y triglicéridos (TG) tras administración de sustratos radiactivos.

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.

北京周边地区沙尘基的数值模拟与风成物质的REE分析

The sandstorms in 2001 were numerically simulated with NARCM that is a dust emission and transport model developed by Meteorological Service of Canada. In this paper, the dataset of NARCM model is processed and analyzed. The results of processing and analyzing show fair images about influence ranges and transport routes of sandstorms in 2001. The outcomes are compared with aerosol concentrations of atmosphere over Beijing, China and Tango, Japan. It confirms that sandstorm occurs when AK TK K and Si concentration in the air increases. It can be concluded that the NARCM model is appropriate for modeling sandstorm in North of China. The processing and analyzing show that the dust is produced and transported in the Otindag and Bashang. So the Otindag and Bashang are parts of source areas of sandstorms in East Asia. Another focus of this study is the REE of aeolian sediments in Otindag、Bashang、Tianmo Badain Jara、Hulunbeier and Kalahali, South Africa. The analysis on REE shows: There is clear distinction in HREE and LREE's Fractionation Degree (HLFD) between the deserts. HLFD is very high in Hulunbeier, with a value of (La/Lu)N 16.0. The value of (La/Lu)N is 12.7 inTianmo and 8.1 in Octindag. The HREE's Fractionation Degree(HFD) is about 4.0, quite similar in all samples. (3) The LREE's Fractionation Degree(LFD) varies slightly, from 1.5(Badain Jaran) to 2.3(Tianmo).

The impact of whey protein isolate on energy balance regulation

Using C57BL/6J mice fed whey protein isolate (WPI) enriched high fat (HFD) or low-fat diets (LFD), this study tested the hypothesis that WPI directly impacts on adiposity by influencing lipid metabolism. WPI suppressed HFD-induced body fat and increased lean mass at 8 weeks of dietary challenge despite elevated plasma triacylglycerol (TAG) levels, suggesting reduced TAG storage. WPI reduced HFD-associated hypothalamic leptin and insulin receptor (IR) mRNA expression, and prevented HFD-associated reductions in adipose tissue IR and glucose transporter 4 expression. These effects were largely absent at 21 weeks of HFD feeding, however WPI increased lean mass and cause a trend towards decreased fat mass, with notable increased Lactobacillus and decreased Clostridium gut bacterial species. Increasing the protein to carbohydrate ratio enhanced the above effects, and shifted the gut microbiota composition away from the HFD group. Seven weeks of WPI intake with a LFD decreased insulin signalling gene expression in the adipose tissue in association with an increased fat accumulation. WPI reduced intestinal weight and length, suggesting a potential functional relationship between WPI, gastro-intestinal morphology and insulin related signalling in the adipose. Extending the study to 15 weeks, did not affect adipose fat weight, but decreased energy intake, weight gain and intestinal length. The functionality of protein sensing lysophosphatidic acid receptor 5 (LPA5) in 3T3-L1 pre-adipocytes was assessed. Over-expression of the receptor in 3T3-L1 pre-adipocytes provided a growth advantage to the cells and suppressed cellular differentiation into mature fat cells. In conclusion, the data demonstrates WPI impacts on adiposity by influencing lipid metabolism in a temporal manner, resulting possibly due to changes in lean mass, hypothalamic and adipose gene expression, gut microbiota and gastrointestinal morphology. The data also showed LPA5 is a novel candidate in regulating of preadipocyte growth and differentiation, and may mediate dietary protein effects on adipose tissue.

Endothelial mineralocorticoid receptor activation mediates endothelial dysfunction in diet-induced obesity.

AIMS: Aldosterone plays a crucial role in cardiovascular disease. 'Systemic' inhibition of its mineralocorticoid receptor (MR) decreases atherosclerosis by reducing inflammation and oxidative stress. Obesity, an important cardiovascular risk factor, is an inflammatory disease associated with increased plasma aldosterone levels. We have investigated the role of the 'endothelial' MR in obesity-induced endothelial dysfunction, the earliest stage in atherogenesis. METHODS AND RESULTS: C57BL/6 mice were exposed to a normal chow diet (ND) or a high-fat diet (HFD) alone or in combination with the MR antagonist eplerenone (200 mg/kg/day) for 14 weeks. Diet-induced obesity impaired endothelium-dependent relaxation in response to acetylcholine, whereas eplerenone treatment of obese mice prevented this. Expression analyses in aortic endothelial cells isolated from these mice revealed that eplerenone attenuated expression of pro-oxidative NADPH oxidase (subunits p22phox, p40phox) and increased expression of antioxidative genes (glutathione peroxidase-1, superoxide dismutase-1 and -3) in obesity. Eplerenone did not affect obesity-induced upregulation of cyclooxygenase (COX)-1 or prostacyclin synthase. Endothelial-specific MR deletion prevented endothelial dysfunction in obese (exhibiting high 'endogenous' aldosterone) and in 'exogenous' aldosterone-infused lean mice. Pre-incubation of aortic rings from aldosterone-treated animals with the COX-inhibitor indomethacin restored endothelial function. Exogenous aldosterone administration induced endothelial expression of p22phox in the presence, but not in the absence of the endothelial MR. CONCLUSION: Obesity-induced endothelial dysfunction depends on the 'endothelial' MR and is mediated by an imbalance of oxidative stress-modulating mechanisms. Therefore, MR antagonists may represent an attractive therapeutic strategy in the increasing population of obese patients to decrease vascular dysfunction and subsequent atherosclerotic complications.

Evidence for hypothalamic ketone body sensing: impact on food intake and peripheral metabolic responses in mice.

Monocarboxylates have been implicated in the control of energy homeostasis. Among them, the putative role of ketone bodies produced notably during high-fat diet (HFD) has not been thoroughly explored. In this study, we aimed to determine the impact of a specific rise in cerebral ketone bodies on food intake and energy homeostasis regulation. A carotid infusion of ketone bodies was performed on mice to stimulate sensitive brain areas for 6 or 12 h. At each time point, food intake and different markers of energy homeostasis were analyzed to reveal the consequences of cerebral increase in ketone body level detection. First, an increase in food intake appeared over a 12-h period of brain ketone body perfusion. This stimulated food intake was associated with an increased expression of the hypothalamic neuropeptides NPY and AgRP as well as phosphorylated AMPK and is due to ketone bodies sensed by the brain, as blood ketone body levels did not change at that time. In parallel, gluconeogenesis and insulin sensitivity were transiently altered. Indeed, a dysregulation of glucose production and insulin secretion was observed after 6 h of ketone body perfusion, which reversed to normal at 12 h of perfusion. Altogether, these results suggest that an increase in brain ketone body concentration leads to hyperphagia and a transient perturbation of peripheral metabolic homeostasis.

Maternal High Fat Feeding: Impact of Female Offspring Body Composition and Bone Health

High fat diet (HFD) consumption in rodents alters body composition and weakens bones. Whether female offspring of mothers consuming a HFD are similarly affected at weaning and early adulthood is unclear. This research determined whether maternal HFD contributes to long-lasting alterations in body composition and bone health of female offspring. Rats were fed control or HFD for 10 weeks prior to and throughout pregnancy and lactation. Female offspring were studied at weaning or 3 months of age (consumed control diet). Main findings in female offspring: maternal HFD decreased lean mass, increased fat mass and femoral BMD at weaning, but not at 3 months; weanling femoral lipid composition reflected maternal diet, persisting to 3 months of age (decreased total and n6 polyunsaturates, increased saturates); and no differences in femoral strength at 3 months. In summary, 3 month old female offspring have similar body composition and bone health regardless of maternal diet.

Contribution différentielle du tissu adipeux mâle et femelle dans l’établissement du diabète de type 2 et des altérations cardiovasculaires : rôle de l’apport lipidique

Au cours des dernières années, il est devenu évident que les sociétés des pays industrialisés sont à haut risque de maladies métaboliques. Une alimentation riche en énergie (lipide/glucide), combinée à une sédentarité accrue, est un facteur environnemental contribuant à l'augmentation de la prévalence de maladies reliées spécifiquement à des troubles endocriniens comme l'obésité et le diabète. Le traitement de ces désordres métaboliques doit donc passer par la connaissance et la compréhension des mécanismes moléculaires qui contrôlent ces désordres et le développement de traitements ciblés vers les facteurs responsables. Le tissu adipeux est une glande endocrine qui sécrète des substances, regroupées sous le terme d'adipokines, qui contrôlent l'homéostasie énergétique. L'augmentation de la masse adipeuse est responsable du développement de dérégulation hormonale qui mène à des dysfonctions physiologiques et métaboliques. Pour contrecarrer le développement démesuré du tissu adipeux, la signalisation insulinique ainsi que l’apport énergétique, responsables de la différenciation adipocytaire, doivent être inhibés. In vivo, la leptine, adipokine dont la concentration est corrélée à la masse adipeuse, présente des actions pro ou anti-insuliniques dans l’organisme pour réguler ce phénomène. Elle favorise l’effet inhibiteur de l’insuline sur la synthèse hépatique de glucose alors qu’elle s’oppose à son action sur l’expression des enzymes glucokinase et phosphoénol-pyruvate carboxykinase. La leptine influence aussi le taux circulant de triglycérides en diminuant sa concentration plasmatique. D'autre part, l'adiponectine, adipokine insulino- sensibilisante, voit sa sécrétion diminuée avec la prise de poids. La sensibilité à l'insuline est ainsi diminuée au fur et à mesure que le débalancement de ces deux adipokines s'accentue. La résistance à l'insuline s'installe alors pour s'opposer au stockage énergétique et à la prise illimitée de poids et la glycémie augmente. L'augmentation du glucose sanguin stimule la sécrétion d'insuline au niveau des cellules pancréatiques. C'est le diabète caractérisé par une hyperglycémie et une résistance à l'insuline. Le diabète, une des premières causes de mortalité dans le monde, est plus répandu sous sa forme non insulinodépendante (diabète de type 2, DT2) liée à l'obésité. Récemment, différents facteurs de transcription ont été identifiés comme régulateurs de l'expression d'une panoplie de gènes impliqués dans le métabolisme glucidique et lipidique. Parmi eux, les récepteurs des inducteurs de la prolifération des peroxysomes (PPAR, Peroxisome Proliferator-Activated Receptor), appartenant à la famille des récepteurs nucléaires. Les PPAR ont été démontrés comme ayant un rôle central dans le contrôle de la transcription des gènes codants pour des protéines impliquées dans le métabolisme : les adipokines. PPARg, en plus de son implication dans le contrôle de l'homéostasie glucidique et lipidique, est reconnu comme étant un facteur de transcription pivot régulant l'adipogenèse du fait de son expression majeure dans le tissu adipeux. D'autre part, il est bien établi maintenant que l'obésité et le diabète sont des facteurs contribuant au développement du processus inflammatoire vasculaire caractéristique de l’athérosclérose. En effet, les cellules endothéliales et musculaires lisses, principales composantes de la média de l’artère, sont très sensibles aux altérations métaboliques. Une diminution de la sensibilité à l’insuline entraine une réduction de la disponibilité du glucose et l’utilisation des acides gras comme alternatif par ces cellules. Ceci induit l’accumulation des acides gras oxydés dans l’intima et leur filtration dans la média pour former un core lipidique. Bien que l’induction de la dysfonction endothéliale soit impliquée très précocement, certaines études pointent l’accumulation lipidique dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CML) et leur dysfonction comme déclencheurs de l’athérosclérose. Ce travail visait donc, dans un premier temps, à développer un modèle d'altérations métaboliques liées à la modulation de l'activité du tissu adipeux via une alimentation riche en lipides. Dans un second temps, cette étude tentait d'évaluer l’impact des adipocytes de souris sur les CML vasculaires et sur la modulation de leurs fonctions dans ce modèle d'altérations métaboliques et DT2 liés à l'alimentation et à l'obésité. Ainsi, par le biais de deux diètes pauvres en cholestérol à profil lipidique différent, nous avons développé un modèle murin présentant divers stades d'altérations du métabolisme allant jusqu'au DT2 en lien avec l'obésité chez les mâles et chez les femelles. D’autre part, des signes de cardiomyopathie ainsi qu’une modulation du taux des adipokines sont reliés à ces mêmes diètes. Parallèlement, l’activité de PPAR!2 est modulée chez les souris sous diètes enrichies en gras. Ensuite, nous avons démontré que les adipocytes, provenant de souris alimentées avec une diète enrichie en gras, modulaient la migration et la prolifération des CML comparativement au groupe contrôle. Ces modulations dépendaient en grande partie de la nature de la diète consommée, mais également du sexe de la souris. Par ailleurs, les altérations fonctionnelles des CML, couplées à des modulations géniques, sont associées aux changements du profil de sécrétion des adipokines mesurées chez les adipocytes. L’ensemble de ces travaux suggère une action directe de la nature de la stimulation du tissu adipeux blanc dans la modulation du profil de sécrétion des adipokines et l'induction du DT2 in vivo. Ces altérations de la physiologie adipocytaire se reflètent in vitro où le tissu adipeux contribue aux altérations physiopathologiques des CML liées au DT2. Ainsi, cette étude est l'une des premières à établir un lien direct entre les modulations adipocytaires et les effets de leurs sécrétions sur la physiologie des CML. Ces observations peuvent être exploitées cliniquement dans un développement futur d’outils thérapeutiques visant à prévenir et à traiter les troubles métaboliques et le DT2, en ciblant le tissu adipeux comme entité métabolique et endocrine.

Antiobesity and antidiabetic activity of P. balsamifera, its active Salicortin, and L. laricina, medicinal plants from the traditional pharmacopoeia of the James Bay Cree

La prévalence de l’obésité, du diabète de type 2, et du syndrome métabolique, sont à la hausse chez les Cris d’Eeyou Istchee (CEI-Nord du Québec). Ces problèmes sont aggravés par leur diète non traditionnelle, leur sédentarité, ainsi que par une résistance culturelle aux produits pharmaceutiques. Afin de développer des traitements antidiabétiques culturellement adaptés, notre équipe a effectué une enquête ethnobotanique qui a identifié 17 plantes provenant de la pharmacopée traditionnelle des CEI. À partir des études de criblage effectuées in vitro, deux plantes parmi les 17 ont attiré notre attention. Populus balsamifera L. (Salicaceae) pour ses propriétés anti-obésité et Larix laricina K. Koch (Pinaceae) pour ses propriétés antidiabétiques. P. balsamifera et son composé actif salicortin ont inhibé l’accumulation de triglycérides durant l’adipogénèse dans les adipocytes 3T3-L1. L. laricina a augmenté le transport de glucose et l’activation de l’AMPK dans les cellules musculaires C2C12, l’adipogénèse dans les 3T3-L1 et a démontré un fort potentiel découpleur (propriété anti-obésité). Les objectifs de cette thèse sont d'évaluer les potentiels anti-obésité et antidiabétique et d’élucider les mécanismes d'action de P. balsamifera, salicortin, et L. laricina chez la souris C57BL/6 rendue obèse par une diète riche en gras (HFD). Les souris ont été soumises pendant huit (étude préventive) ou seize semaines (étude traitement) à une HFD, ou à une HFD dans laquelle P. balsamifera, salicortin, ou L. laricina a été incorporé soit dès le départ (prévention), ou dans les 8 dernières des 16 semaines d'administration de HFD (traitement). iv Les résultats démontrent que P. balsamifera (dans les deux études) et salicortin (évalué dans l’étude traitement) diminuent: le poids corporel, le gras rétropéritonéal, la sévérité de la stéatose et l’accumulation de triglycérides hépatique (ERK impliqué), les niveaux de glycémie et d'insuline, et le ratio leptine/adiponectine. Dans les deux études, P. balsamifera a significativement réduit la consommation de nourriture mais cet effet coupe-faim nécessite d’être approfondi. Dans l'étude préventive, P. balsamifera a augmenté la dépense énergétique (hausse de la température à la surface de la peau et de l’activation de la protéine découplante-1; UCP-1). Les voies de signalisation activées par P. balsamifera et par salicortin (de façon plus modeste) sont impliquées dans: la production de glucose hépatique (Akt), l’expression de Glut4 dans le muscle squelettique, la captation du glucose et du métabolisme des lipides (Akt dans le tissu adipeux), la différenciation des adipocytes (ERK et PPARg), l’inflammation dans le foie (IKKαβ), et l'oxydation des acides gras dans le muscle, le foie, ou le tissu adipeux (PPARa et CPT-1). D’autre part, L. laricina a également diminué les niveaux de glycémie et d’insuline, le ratio leptine/adiponectine, le gras rétropéritonéal et le poids corporel. Ces effets ont été observés en conjonction avec une augmentation de la dépense énergétique: hausse de température à la surface de la peau (prévention) et amélioration de la fonction mitochondriale et de la synthèse d'ATP (traitement). En conclusion, l’utilisation de P. balsamifera, salicortin et L. laricina comme des traitements alternatifs et culturellement adaptés aux CEI représente une contribution importante dans la prévention et le traitement de l’obésité et du diabète.

Angiopoietin like-2: a pro-inflammatory and pro-oxidative protein that contributes to endothelial dysfunction

Le vieillissement vasculaire est caractérisé par une dysfonction de l’endothélium. De nombreux facteurs de risque cardiovasculaire tels que l’obésité et l’hypertension prédisposent l’endothélium à un stress oxydant élevé aboutissant à une dysfonction endothéliale, celle-ci étant communément accompagnée d’une diminution de la biodisponibilité du monoxyde d’azote. Bien que la fonction endothéliale soit un déterminant majeur de la prédiction du risque cardiovasculaire des patients, son évaluation individuelle reste très limitée. En conséquence, il existe un intérêt scientifique grandissant pour la recherche de meilleurs biomarqueurs. L’Angiopoiétine like-2 (angptl2), une protéine identifiée récemment, joue un rôle pro-inflammatoire et pro-oxydant dans plusieurs désordres causés par une inflammation chronique allant de l’obésité à l’athérosclérose. L’inflammation et un stress oxydant accru ont été établis comme des mécanismes sous-jacents à l’apparition d’une dysfonction endothéliale, c’est pourquoi ce travail met l’accent sur le rôle de l’angptl2 dans la dysfonction endothéliale. Plus précisément, ce travail vise à: 1) déterminer les effets aigus de l’angptl2 sur la fonction endothéliale, 2) caractériser la fonction endothéliale et la contribution des différents facteurs relaxants dérivés de l'endothélium (EDRF) dans plusieurs lits vasculaires, et ce, dans un modèle de souris réprimant l’expression de l’angptl2 (knock-down, KD), et 3) examiner si l'absence d'expression angptl2 protège contre la dysfonction endothéliale induite par un régime riche en graisses (HFD) ou par perfusion d'angiotensine II (angII) chez la souris. Dans la première étude, l’incubation aigue avec de l’angptl2 recombinante induit une dysfonction endothéliale dans les artères fémorales isolées de souris de type sauvage (WT), probablement en raison d’une production accrue d'espèces réactives oxygénées. Les artères fémorales de souris angptl2 KD présentent une meilleure fonction endothéliale en comparaison aux souris WT, vraisemblablement par une plus grande contribution de la prostacycline dans la vasodilatation. Après 3 mois d’une diète HFD, les principaux EDRF respectifs des artères fémorales et mésentériques sont conservés uniquement dans les souris angptl2 KD. Cette préservation est associée à un meilleur profil métabolique, une moindre accumulation de triglycérides dans le foie et des adipocytes de plus petite taille. De plus, l’expression de gènes inflammatoires dans ces tissus adipeux n’est augmentée que chez les souris WT. Dans la seconde étude, l’absence d’angptl2 résulte en une production accrue de monoxyde d’azote dans les artères cérébrales isolées par rapport à celles des souris WT. La perfusion chronique d’angII provoque, seulement chez les souris WT, une dysfonction endothéliale cérébrale probablement par le biais d’une augmentation de la production d’espèces réactives oxygénées, probablement dérivé des NADPH oxydase 1 et 2, ainsi que l'augmentation des facteurs constricteurs dérivés de l’endothélium issus de la cyclo-oxygénase. En revanche, l’apocynine réduit la dilatation cérébrale chez les souris KD traitées à l’angII, ce qui suggère le recrutement potentiel d’une voie de signalisation compensatoire impliquant les NADPH oxydases et qui aurait un effet vaso-dilatateur. Ces études suggèrent fortement que l’angptl2 peut avoir un impact direct sur la fonction endothéliale par ses propriétés pro-inflammatoire et pro-oxydante. Dans une optique d’application à la pratique clinique, les niveaux sanguins d’angptl2 pourraient être un bon indicateur de la fonction endothéliale.