Efeitos dos ácidos graxos palmítico e palmitoleico sobre parâmetros metabólicos de adipócitos 3T3-L1
Data
2015-02-27
Autores
Cruz, Maysa Mariana 
Orientadores
Vale, Maria Isabel Cardoso Alonso
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
WAT is a body?s energy reservoir stocking lipids in the form of TAG and is considered an endocrine organ, it secretes hormones and cytokines (adipokines). There are recent reports describing the involvement of mitochondrial function in the regulation of various WAT?s processes: the proliferation of pre-adipocytes, adipogenesis and on lipids and carbohydrates metabolism. The palmitoleic acid (C16:1n7) is a monounsaturated fatty acid (FA) omega-7 present in macadamia oil. It have been demonstrated beneficial effects of this FA on pancreatic beta-cells, muscle and liver as well as on the plasma lipid profile in animal models and humans. Furthermore, recent studies have shown that the palmitoleic acid enhances the insulin action in muscle and suppresses hepatic steatosis. However, there are few data in the literature about the effects of C16:1n7 on the metabolism of white adipocytes. There are no reports about its effect on both metabolic and mitochondrial function of these cells. This project aims to investigate parameters of mitochondrial and metabolic function in adipocytes under the influence of both FA palmitic (saturated C16: 0) and palmitoleic. 3T3-L1 clonal cells were directed to differentiate into mature adipocytes and the following parameters were evaluated: cell viability, DNA fragmentation, lipolysis, lipogenesis, mitochondrial mass, gene expression, oxygen consumption, ATP contente, citrate synthase activity and proteic analysis of mitochondrial complexes and PGC1alpha. According to the interpretation of toxicity curves of both AG obtained by cell viability testing and DNA fragmentation, it was chosen to treat the 3T3-L1 cells with a concentration of 100 µM of the FA, from induction of differentiation to day 10 post-differentiation, condition which the majority of tests was carried out. The C16:1n7 treatment increased the basal and isoproterenol-stimulated lipolysis, the incorporation of FA into TAG and its oxidation into CO2, the basal incorporation of glucose into glycerol-3-P, the oxygen consumption and intracellular ATP concentration. In other hand, the C16:1n7 reduced the incorporation of acetate into TAG, the mitochondrial mass, the citrate synthase activity and proteic contente of mitochondrial complex I. These effects did not occur in adipocytes treated with C16:0. No changes in the expression of genes related to mitochondrial biogenesis (PGC-1?, TFAM and NRF1), mitochondrial function (CPT1 and UCP2) or antioxidant activity (SOD 1 and 2, catalase and glutathione peroxidase). Preliminary data also showed that the treatment with C16:1n7 increases the expression of the following genes: (1) the glucose transporter GLUT4, (2) the insulin sensitizing hormone, adiponectin, and (3) the lipolytic enzyme ATGL. There was no change in the expression of HSL, ACC, FAS, perilipin, glycerol kinase, lipin and PEPCK enzymes. In conclusion, the C16: 1n7 plays an important role on the metabolic and mitochondrial parameters, suggesting an increase in energy expenditure of adipocytes. One hypothesis to these effects is that the palmitoleic acid is accelerating cell energy metabolism by stimulating triglyceride/fatty acid cycle. We propose that the palmitoleic acid should be clinically tested in therapies against obesity and related diseases.
O tecido adiposo branco (TAB) é um reservatório energético do organismo que estoca lipídios na forma de triacilglicerois (TAG) e é considerado um órgão endócrino, pois secreta hormônios e citocinas (adipocinas). Há relatos recentes que descrevem o envolvimento da função mitocondrial na regulação de vários processos do TAB: na proliferação de pre?-adipócitos, na adipogênese e no metabolismo de lipídios e de carboidratos. O ácido palmitoleico (C16:1n7) é um ácido graxo (AG) ômega-7 monoinsaturado, presente no óleo de macadâmia. Têm sido demonstrados efeitos benéficos deste AG em células beta-pancreáticas, músculo e fígado bem como sobre o perfil lipídico plasmático em modelos animais e seres humanos. Além disso, estudos recentes demonstraram que o ácido palmitoleico melhora a ação da insulina no músculo e suprime a esteatose hepática. No entanto, poucos são os dados na literatura a respeito dos efeitos do C16:1n7 sobre o metabolismo de adipócitos brancos. Não há relatos sobre seus efeitos na função tanto metabólica quanto mitocondrial destas células. Este projeto tem como objetivo investigar parâmetros da função metabólica e mitocondrial em adipócitos maduros sob o efeito dos AG palmítico (saturado, C16:0) e palmitoleico. Foram utilizadas células clonais 3T3-L1 dirigidas para a diferenciação em adipócitos maduros e os seguintes parâmetros foram avaliados: viabilidade celular, fragmentação de DNA lipólise, lipogênese, massa mitocondrial, expressão gênica, consumo de oxigênio, dosagem de ATP e atividade da citrato sintase, bem como análises proteicas dos complexos mitocondriais e PGC1alfa. De acordo com a interpretação das curvas de toxicidade de ambos os AG obtidas pelos testes de viabilidade celular e fragmentação de DNA, optou-se por tratar as células 3T3-L1 com uma concentração de 100 µM dos respectivos AG, desde a indução da diferenciação até o dia 10 pós-diferenciação, condição em que a maioria dos ensaios foi realizada. Foi observado um aumento da atividade lipolítica basal e estimulada com isoproterenol, na incorporação de AG em TAG e oxidação a CO2, na incorporação basal de glicose em glicerol-3-P, um aumento no consumo de oxigênio e na concentração de ATP nos adipócitos. Por outro lado, o C16:1n7 diminuiu a incorporação de acetato em TAG, a massa mitocondrial, a atividade da citrato sintase e o conteúdo proteico do complexo I mitocondrial. Estes efeitos não ocorreram nos adipócitos tratados com C16:0. Não houve alteração de genes relacionados com biogênese mitocondrial (PGC1-?, TFAM e NRF-1), com a função mitocondrial (CPT1 e UCP2) nem com atividade antioxidante (SOD 1 e 2, catalase e glutationa peroxidase). Dados preliminares também mostraram que o tratamento com C16:1n7 aumenta a expressão gênica: (1) do transportador de glicose GLUT-4, (2) do hormônio sensibilizador da insulina, a adiponectina, e (3) da enzima lipolítica ATGL. Não houve alteração na expressão das enzimas HSL, ACC, FAS, perilipina, glicerol quinase, lipina e PEPCK. Concluímos que o C16:1n7 exerce importante modulação sobre os parâmetros metabólicos e mitocondriais, sugerindo um aumento do gasto energético de adipócitos. Uma hipótese para estes efeitos é que o ácido palmitoleico esteja acelerando o metabolismo energético celular através da estimulação do ciclo triacilglicerol/ácido graxo. Nós propomos que o ácido palmitoleico deve ser testado clinicamente nas terapias contra a obesidade e doenças relacionadas.
O tecido adiposo branco (TAB) é um reservatório energético do organismo que estoca lipídios na forma de triacilglicerois (TAG) e é considerado um órgão endócrino, pois secreta hormônios e citocinas (adipocinas). Há relatos recentes que descrevem o envolvimento da função mitocondrial na regulação de vários processos do TAB: na proliferação de pre?-adipócitos, na adipogênese e no metabolismo de lipídios e de carboidratos. O ácido palmitoleico (C16:1n7) é um ácido graxo (AG) ômega-7 monoinsaturado, presente no óleo de macadâmia. Têm sido demonstrados efeitos benéficos deste AG em células beta-pancreáticas, músculo e fígado bem como sobre o perfil lipídico plasmático em modelos animais e seres humanos. Além disso, estudos recentes demonstraram que o ácido palmitoleico melhora a ação da insulina no músculo e suprime a esteatose hepática. No entanto, poucos são os dados na literatura a respeito dos efeitos do C16:1n7 sobre o metabolismo de adipócitos brancos. Não há relatos sobre seus efeitos na função tanto metabólica quanto mitocondrial destas células. Este projeto tem como objetivo investigar parâmetros da função metabólica e mitocondrial em adipócitos maduros sob o efeito dos AG palmítico (saturado, C16:0) e palmitoleico. Foram utilizadas células clonais 3T3-L1 dirigidas para a diferenciação em adipócitos maduros e os seguintes parâmetros foram avaliados: viabilidade celular, fragmentação de DNA lipólise, lipogênese, massa mitocondrial, expressão gênica, consumo de oxigênio, dosagem de ATP e atividade da citrato sintase, bem como análises proteicas dos complexos mitocondriais e PGC1alfa. De acordo com a interpretação das curvas de toxicidade de ambos os AG obtidas pelos testes de viabilidade celular e fragmentação de DNA, optou-se por tratar as células 3T3-L1 com uma concentração de 100 µM dos respectivos AG, desde a indução da diferenciação até o dia 10 pós-diferenciação, condição em que a maioria dos ensaios foi realizada. Foi observado um aumento da atividade lipolítica basal e estimulada com isoproterenol, na incorporação de AG em TAG e oxidação a CO2, na incorporação basal de glicose em glicerol-3-P, um aumento no consumo de oxigênio e na concentração de ATP nos adipócitos. Por outro lado, o C16:1n7 diminuiu a incorporação de acetato em TAG, a massa mitocondrial, a atividade da citrato sintase e o conteúdo proteico do complexo I mitocondrial. Estes efeitos não ocorreram nos adipócitos tratados com C16:0. Não houve alteração de genes relacionados com biogênese mitocondrial (PGC1-?, TFAM e NRF-1), com a função mitocondrial (CPT1 e UCP2) nem com atividade antioxidante (SOD 1 e 2, catalase e glutationa peroxidase). Dados preliminares também mostraram que o tratamento com C16:1n7 aumenta a expressão gênica: (1) do transportador de glicose GLUT-4, (2) do hormônio sensibilizador da insulina, a adiponectina, e (3) da enzima lipolítica ATGL. Não houve alteração na expressão das enzimas HSL, ACC, FAS, perilipina, glicerol quinase, lipina e PEPCK. Concluímos que o C16:1n7 exerce importante modulação sobre os parâmetros metabólicos e mitocondriais, sugerindo um aumento do gasto energético de adipócitos. Uma hipótese para estes efeitos é que o ácido palmitoleico esteja acelerando o metabolismo energético celular através da estimulação do ciclo triacilglicerol/ácido graxo. Nós propomos que o ácido palmitoleico deve ser testado clinicamente nas terapias contra a obesidade e doenças relacionadas.
Descrição
Citação
CRUZ, Maysa Mariana. Efeitos dos ácidos graxos palmítico e palmitoleico sobre parâmetros metabólicos de adipócitos 3t3-l1. 2015. 91 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2015.