Efeitos da programação fetal induzida por restrição alimentar materna: contribuição dos adipócitos da região perivascular na inflamação e adiposidade

Abstract

Estudos demonstram que a restrição alimentar materna (RAM) durante o período gestacional promove baixo peso ao nascer e que este, quando associado ao crescimento acelerado nas primeiras semanas de vida, propicia obesidade futura. O objetivo desse trabalho foi verificar, em ratos, se a RAM in utero (50%) modifica processos metabólicos (lipogênese e lipólise) e inflamatórios no tecido adiposo mesentérico (TAme) de descendentes jovens com 12 semanas de vida, em momento anterior ao surgimento da obesidade. Para tal, avaliamos a capacidade funcional das células adiposas do TAme em realizar lipogênese (através da incorporação de Glicose marcada com 14C em lipídios) e lipólise (realizada pela incubação de adipócitos com ou sem isoproterenol) e a expressão de genes vinculados a esses processos (por RT-PCR em Tempo Real). Também, foi realizada a análise de marcadores pró inflamatórios no TAme desses animais (por ensaio Multiplex). Observamos que os descendentes que passaram por RAM in utero tiveram baixo peso ao nascer (BPN) comparados com descendentes que não passaram por RAM e que, portanto, tiveram seu peso normal ao nascimento (PNN). Com 12 semanas de idade o grupo BPN apresentou peso corporal e comprimento naso-anal equiparados ao PNN. Entretanto, o TAme dos animais BPN apresentou-se reduzido e, uma vez que o volume dos adipócitos mesentéricos estava igual, pudemos concluir menor quantidade total de células adiposas nesse momento de vida no grupo BPN. Ainda, os níveis de insulina e glicose circulantes apresentavam-se iguais entre os grupos, porém, os níveis de triacilgliceróis (TAG) circulantes estavam aumentados no grupo BPN. Nossos resultados demonstraram diminuição de aproximadamente 55% na capacidade lipogênica basal e 64% na capacidade lipogênica estimulada com insulina nos animais BPN comparados com animais PNN. A expressão de genes relacionados a lipogênese (LPL, G6PDH, ME1, ACLY, ACACA, FABP4, FAT/CD36, DGAT1, DGAT2, AGPAT1, AGPAT2) está também suprimida, reforçando o achado. Paralelamente, a elevação observada nas citocinas pró inflamatórias IL1, IL6 e TNFα, tanto em extrato de tecido quanto em adipócitos em cultura, pode explicar a supressão do processo lipogênico e a resistência à insulina encontradas nesse tecido. A capacidade dos adipócitos BPN em realizar lipólise também estava diminuída. Ainda, observamos a expressão do gene antilipolítico ADRA2A aumentada e os genes pró-lipolíticos (ADRB2, AQP7, PLIN, ATGL, HSL e MGL) reprimidos, corroborando com os dados do ensaio funcional. Nossos dados nos permitem concluir que a RAM de 50% durante o período gestacional promove, nos descendentes com 12 semanas de idade, redução da capacidade de armazenamento de energia, resultando em aumento de TAG circulante e acúmulo ectópico de lipídios no fígado, além de promover inflamação local do TAme. Essa inflamação local não está acompanhada, ainda, de aumento de adiposidade, demonstrando que os marcadores pro-inflamatórios aumentam antes do incremento do TA. Tal inflamação promove no TAme dos animais BPN resistência à insulina que pode, futuramente, resultar em resistência sistêmica e desenvolvimento de síndrome metabólica. Ainda, o aumento de glicocorticoides nos animais BPN pode ser um mecanismo encontrado pelo organismo para estimular a diferenciação de pre-adipócitos em adipócitos, podendo este ser um fator importante para a expansão do TA encontrada nesses animais em idade mais avançada.

Studies have shown that intrauterine malnutrition (ITM) promotes low birth weight (LBW) and when associated with accelerated growth in the first weeks of age may promotes obesity into adulthood. The aim of this study was to verify, in rats, if ITM (50%) modifies metabolic (lipogenesis and lipolysis) and inflammatory processes in the mesenteric adipose tissue (meAT) of offspring with 12 weeks old, before the development of obesity. To achieve this goal we evaluated the functional capacity of meTA fat cells to perform lipogenesis ( 14C-labeled glucose incorporation into lipids) and lipolysis (primary adipocyte incubation with or without isoproterenol) and also the expression of genes linked to these processes (by Real-Time RT-PCR). Besides that, the analysis of pro inflammatory markers in the meTA of these animals was also performed using Multiplex assay. We observed that offspring from ITM mothers had LBW compared with offspring from control group, who presented normal body weight at birth (NBW). At 12 weeks old the LBW group presented body weight and naso-anal length equivalent to the NBW. However, the meTA of LBW animals was reduced and, since the mesenteric adipocytes volume was equal, we were able to conclude a decrease in the total amount of adipose cells at this time of life in the BPN group. In addition, circulating insulin and glucose levels were the same between the groups, however, circulating triacylglycerol (TG) levels were increased in the BPN group. Our results showed a decrease in both basal and insulin-stimulated lipogenic capacity in LBW (55% and 64% respectively) compared to NBW. The gene expression related to lipogenesis (LPL, G6PDH, ME1, ACLY, ACACA, FABP4, FAT / CD36, DGAT1, DGAT2, AGPAT1, AGPAT2) is also suppressed, reinforcing the finding. At the same time, the elevation observed in the pro-inflammatory cytokines IL1, IL6 and TNFα, in both tissue extract and adipocytes in culture, may explain the suppression of the lipogenic process and insulin resistance found in this tissue. The ability of LBW adipocytes to perform lipolysis was also decreased. In addition, we observed the gene expression of the anti-lipolytic ADRA2A increased and the pro-lipolytic genes (ADRB2, AQP7, PLIN, ATGL, HSL and MGL) repressed, corroborating with the data from the functional assay. Our data allow us to conclude that the ITM (50%) during gestation promotes, in the offspring with12 weeks old, a reduction in the energy storage capacity, resulting in increased circulating TAG and ectopic fat in the liver, in addition to promoting local inflammation of the meTA. This local inflammation is not yet accompanied by an increase in adiposity, demonstrating that the pro-inflammatory markers enhance before the fat accretion. Such inflammation promoted insulin resistance in the meTA of the BPN group it may, in the future, result in systemic insulin resistance and development of metabolic syndrome. In addition, the raise in glucocorticoids in the LBW may be a mechanism through which the body can stimulate the differentiation of pre-adipocytes in mature adipocytes, which may be an important factor for the expansion of AT found in these animals into adulthood.