Mecanismos moleculares envolvidos na redução da funcionalidade mitocondrial e autofagia do tecido adiposo marrom de ratos alimentados com dieta hiperproteica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Karine Emanuelle da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Autofagia; Autophagy; Brown adipose tissue; Dieta hiperproteica; High-protein diet; Mitochondria; Mitocôndrias; Mitofagia; Mitophagy; Tecido adiposo marrom
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-07042021-144123/

Animais submetidos à dieta hiperproteica (HP) totalmente livre de carboidratos representam um bom modelo experimental para o estudo dos ajustes metabólicos frente a diferentes situações fisiológicas, pois apresentam características como manutenção da glicemia e menor queda do glicogênio hepático durante a restrição alimentar e alta atividade neoglicogenética hepática, mesmo em condições pós-prandiais. Além disso, os animais HP apresentam altos níveis circulantes dos aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA), que parecem ser importantes para essas adaptações metabólicas. O tecido adiposo marrom (TAM) desses animais apresenta menor massa, redução na produção de calor e do turnover de NOR e menor atividade simpática em relação aos animais que consomem dieta balanceada. Sendo o TAM rico em mitocôndrias, a função e a reciclagem dessas organelas são fundamentais para a atividade do tecido. Por isso, os objetivos deste trabalho foram elucidar os mecanismos moleculares envolvidos no controle da atividade termogênica, no conteúdo e na funcionalidade mitocondrial, além da degradação autofágica-lisossomal no TAM de ratos Wistar Hannover submetidos à dieta HP. Foram determinados parâmetros metabólicos e hormonais para confirmar a adaptação desses animais a este tipo de dieta. Foram avaliadas as vias de sinalização adrenérgica, o conteúdo proteico e a expressão gênica de marcadores da dinâmica mitocondrial, termogênese, autofagia, mitofagia e as vias de sinalização da insulina, além dos fatores de transcrição FoxO e seus genes alvo. Além disso, foram conduzidos ensaios para a determinação da densidade e da funcionalidade mitocondrial do TAM dos animais HP. Os resultados do presente estudo mostraram que todos os parâmetros metabólicos e hormonais obtidos foram semelhantes aos previamente encontrados nos ratos Wistar (Ribeirão Preto) adaptados à dieta HP. O TAM desses animais apresentou redução das proteínas envolvidas na sinalização adrenérgica, como a EPAC e os substratos fosforilados por PKA, além de redução do RNAm do receptor β3 adrenérgico. Houve redução do conteúdo da UCP1 e da AMPK e da expressão gênica do PGC1α, Dio2 e UCP1. Houve aumento do conteúdo proteico de VDAC, Tom20 e da atividade da citrato sintase, porém acompanhado de redução do consumo de oxigênio em todos os estados avaliados. Por conseguinte, a adaptação à dieta HP promoveu redução dos principais marcadores autofágicos, LC3II e p62, o que foi confirmado pela redução do fluxo autofágico. Houve acúmulo do conteúdo das proteínas envolvidas com mitofagia, Parkin, PINK1, BNIP3 e redução do fluxo autofágico mitocondrial. A dieta hiperproteica também promoveu no TAM a redução do conteúdo proteico do IRS-1, porém aumento da fosforilação de Akt nos resíduos Ser473 e Thr308, aumento da fosforilação da ERK1 e ERK2 nos resíduos Thr202 e Tyr204, respectivamente, e aumento do conteúdo proteico da p38. Além disso, houve aumento da fosforilação de FoxO1 no resíduo Ser256 e de FoxO3a no resíduo Ser253 e redução da transcrição de seu gene alvo Gabarap. Em conjunto nossos resultados demonstram que o TAM de animais submetidos à dieta HP apresenta acúmulo de mitocôndrias disfuncionais, acompanhado por reduzida capacidade fosforilativa e termogênica e ainda sugerem que o aumento do conteúdo mitocondrial não depende do incremento de síntese, mas sim da redução da atividade autofágica-lisossomal e da degradação dessas organelas neste tecido.