Melatonina e o tecido adiposo marrom em machos adultos

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Data
2018-11-29
Autores
Pereira, Caroline Aparecida [UNIFESP]
Orientadores
Amaral, Fernanda Gaspar do [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
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Resumo
Aim: Evaluate the role of melatonin in the metabolism of brown adipose tissue (BAT) in male adult rats. Methods: Wistar rats (8 weeks) were assigned to three groups: Control, Pinealectomized (PINX) and Pinealectomized treated with oral melatonin (1mg/ kg, PINX/Mel) and kept in a room with controlled 12h/12h light/dark cycle (ZT0 beginning of light phase and ZT12 beginning of the dark phase). Animals were followed up for 13 weeks when euthanasia and tissue analysis occurred. The experimental design included two distinct approaches, named: 1) animals from all groups were euthanized every 3 hours over 24 hours (n = 4 animals/ZT/group) without any challenge to BAT, and 2) animals from all groups were submitted to acute BAT challenge due to cold exposure or high fat diet (HFD) at the end of the experimental period, when they were submitted to euthanasia in ZT10. BAT was collected for the evaluation of gene expression by realtime PCR, quantification of enzymatic activity by kinetic assay, protein expression by Western Blotting and rhythmic analysis by the method of Cosinor. Results: PINX animals presented changes in the gene expression of Dio2, Lhs, Ucp1, Pgc1α and Cidea, differing from the other groups over 24 hours. Similar results were seen in the UCP1 protein expression in identical condition. These changes in PINX animals resulted in rhythmic imbalance that included phase advances, phase delays and no fit to the cosine model, suggesting loss of rhythmicity in the expression of these genes. Regarding protein quantification and enzymatic activity of mitochondrial complexes I, II and IV and the ratio between both, isolated statistical differences were observed and they cannot suggest an effective role of melatonin on these complexes in unchallenged BAT. However, the results point to a rhythmic desynchronization of these complexes in the PINX group. PINX animals acutely fed with HFD (BAT metabolic challenge) presented lower amount of Dio2 transcripts and the HFD PINX/Mel animals had a higher expression of Dio2, Ucp1 and Cidea. Coldexposed PINX rats showed decreased Dio2 and Lhs expression, and melatonin treatment caused higher Adrβ3, Dio2, Ucp1 and Cidea expression and lower Pgc1α expression in the PINX/Mel group. These data suggest that the absence of melatonin impairs BAT responses to metabolic challenges and that melatonin replacement reverses this effect. Conclusion: Based on the analysis of the data presented here, we can conclude that melatonin plays an important role in several key points of the thermogenic activation pathway, influencing both the rhythmic profile of the tissue and its ability to respond to metabolic challenges, that is crucial for the organism homeostasis.
Objetivos: Avaliar o papel da melatonina no metabolismo do tecido adiposo marrom (TAM) de ratos adultos. Métodos: Ratos Wistar (8 semanas) foram alocados em 3 grupos: Controle, Pinealectomizados (PINX) e Pinealectomizados com reposição oral de melatonina (1mg/Kg, PINX/Mel) em biotério com ciclo claro e escuro 12h/12h (ZT0 início do claro e ZT12 início do escuro) e acompanhados por 13 semanas, quando se deu a eutanásia e análise do tecido. O desenho experimental incluiu duas abordagens distintas, a saber: 1) animais representativos de todos os grupos foram eutanasiados a cada 3h ao longo de 24 horas (n=4 animais/ZT/grupo) sem desafio ao TAM, e 2) animais representativos de todos os grupos foram submetidos a desafio agudo por exposição ao frio ou dieta hiperlipídica, ao final do período experimental, quando foram submetidos à eutanásia no ZT10. O TAM interescapular foi coletado para avaliação da expressão gênica por PCR em tempo real, quantificação da atividade enzimática por ensaio cinético, da expressão proteica por Western Blotting e análise rítmica pelo Cosinor. Resultados: O grupo PINX apresentou alteração na expressão gênica de Dio2, Lhs, Ucp1, Pgc1α e Cidea, diferindo dos demais grupos ao longo de 24 horas. Resultados semelhantes ao visto na análise da expressão proteica de UCP1 em condição idêntica. Essas alterações vistas no grupo PINX resultaram em desbalanço rítmico que incluiu adiantamentos ou atrasos de fase e não ajuste ao modelo cosseno, sugerindo perda de ritimicidade na expressão desses genes. No referente à quantificação proteica e da atividade enzimática dos complexos mitocondriais I, II e IV e na razão entre ambos, as diferenças estatísticas observadas foram pontuais e não podem identificar um papel efetivo da melatonina sobre esses complexos no TAM sem desafio. Contudo, os resultados apontam para uma dessincronização rítmica desses complexos no grupo PINX. Em situação de desafio metabólico agudo ao TAM por meio de dieta hiperlipídica o grupo PINX apresentou menor quantidade de transcritos de Dio2, e o grupo PINX/Mel maior expressão de Dio2, Ucp1 e Cidea. No desafio por exposição ao frio observouse menor expressão de Dio2 e Lhs no grupo PINX, e maior de Adrβ3, Dio2, Ucp1 e Cidea no grupo PINX/Mel, com diminuição da expressão de Pgc1α nesse mesmo grupo. Esses dados sugerem que a ausência de melatonina torna o tecido menos preparado para responder aos desafios impostos e que a reposição com melatonina reverte esse efeito. Conclusão: Com base na análise dos dados aqui apresentados podemos concluir que a melatonina tem papel importante em vários pontos chave da via de ativação termogênica, influenciando tanto no perfil rítmico do tecido quanto possivelmente na sua capacidade de resposta a desafios metabólicos, fatos esses que podem gerar prejuízos fisiopatológicos ao organismo.
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