Investigation of the thermogenic and metabolic potential of the Camellia sinensis plant in obese mice - systemic repercussion of the beige phenotype.

O desenvolvimento de adipócitos termogênicos/bege no tecido adiposo branco (TAB) pode reduzir os efeitos adversos da obesidade e melhorar a saúde metabólica. Certos agentes farmacológicos e nutricionais podem promover esses efeitos ativando fatores de transcrição ou vias regulatórias, promovendo o browning do TAB. Como suplemento nutricional ou dietético, os compostos presentes no chá verde (CV) têm demonstrado fortes correlações entre o metabolismo energético e a perda de peso corporal (PC), no entanto, sua potencial contribuição para o desenvolvimento de células termogênicas/bege foram fracamente investigadas. O objetivo principal deste estudo foi avaliar a relação entre as alterações metabólicas induzidas por uma dieta obesogênica e a indução de células termogênicas/bege em camundongos obesos tratados com CV. Além disso, foi avaliado o efeito de uma mistura contendo as principais catequinas do CV (EGCG (2 mM), EGC (1 mM), ECG (0,6 mM) e EC (0,4 mM)) (Sigma) em uma concentração final de 4 mM e o extrato de CV a 0,19% na indução de fenótipo bege in vitro (pré-adipócitos 3T3-F442A). Nós demonstramos que os camundongos induzidos à obesidade (dieta de cafeteria/16 semanas) e tratados com CV (500 mg/kg de PC) durante 12 semanas mostraram uma redução significativa nos indicadores de obesidade, ganho de peso, depósitos de gordura, hiperlipidemia e incremento nos níveis plasmáticos de adiponectina sem alteração na ingestão alimentar. A taxa metabólica basal foi aumentada, assim como, os genes envolvidos na oxidação de AG, termogênese e marcadores de células bege no TA subcutâneo de animais obesos tratados com CV. O CV também diminuiu a inflamação e o estresse de retículo endoplasmático induzido pela dieta e a resistência à insulina (RI). Nós também sugerimos pela primeira vez que o tratamento com CV induz um ciclo fútil que envolve a de novo lipogênese para ativação da via termogênica in vivo e in vitro. A mistura de catequinas e o extrato de CV demonstraram redução significativa no acúmulo de lipídios, além de induzir a expressão de marcadores termogênicos relacionados à oxidação de AG e ativação mitocondrial, bem como o consumo de oxigênio. O efeito termogênico do CV e do mix de catequinas ocorre de maneira autônoma e dependente da modulação temporal de fatores adipogênicos como o PPARg. Nosso estudo identificou que as alterações metabólicas promovidas pela ingestão de CV induzem o gasto energético e comprometem o destino final da célula adiposa, ainda em etapas iniciais do processo de adipogênese, com modulações que envolvem a via do PPARg, associado à ativação de um ciclo fútil e indução do fenótipo bege. Essas alterações culminam em uma estratégia terapêutica eficiente de combate à obesidade e suas co-morbidades.The development of thermogenic/beige adipocytes in white adipose tissue (WAT) might reduce the adverse effects of obesity and could help to improve metabolic health. Certain pharmacological and nutritional agents can promote those effects by activating transcription factors or regulatory signaling pathways furthering WAT browning. As a nutritional or dietary supplement, compounds present in green tea (GT) has demonstrated remarkable correlations between energy metabolism and body weight (BW) loss, however, their potential contributions to the development of thermogenic/beige cells have been scarcely investigated. The aims of this study were to evaluate the relationship between metabolic alterations induced by an obesogenic diet and the induction of thermogenic/beige cells in GT-treated obese mice. We also evaluated the effect of a mix containing the main catechins found in GT (EGCG (2mM), EGC (1mM), ECG (0.6mM) and EC (0.4mM)) (Sigma) in a final concentration of 4mM and a GT extract at 0.19%.in the induction of beige phenotype in vitro (3T3-F442A preadipocytes). Here, we show that obese-induced mice (cafeteria diet/16 weeks) that were treated with GT (500 mg/kg of BW) for 12 weeks showed a significant reduction in indicators of obesity such as BW gain, fat depots, hyperlipidemia and an increment in plasma adiponectin levels without alteration in food intake. The basal metabolic rate was increased as well as genes involved in FA oxidation, thermogenesis and beige cells markers in the subcutaneous AT of obese animals treated with GT. GT also decreased inflammation and endoplasmic reticulum stress induced by the diet and relief insulin resistance (IR). We also find that our treatment was able to induce a futile cycle through de novo lipogenesis to activate the thermogenic pathway in vivo and in vitro. The mix of catechins or the GT showed significant reduction of lipid accumulation and upregulated the expression of thermogenic markers related to FA oxidation and mitochondrial activation, as well as, oxygen consumption. The effects of GT and the mix of catechins occur in an autonomous manner and seems to be dependent on initial mechanism in adipogenesis through PPARg participation. Our study identified that the metabolic alterations caused by GT ingestion induce energetic expenditure and compromise the final commitment of adipose cell, still in the initial stages of the adipogenesis process, with modulations involving the PPARg pathway, associated to the activation of the futile cycle and induction of beige phenotype. These alterations culminate in an effective therapeutic strategy to combat obesity and its comorbidities