Efeito temporal da dieta rica em carboidratos simples sobre o metabolismo do tecido adiposo de ratos jovens.

Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncias Biol?gicas. N?cleo de Pesquisas em Ci?ncias Biol?gicas, Pr?-Reitoria de Pesquisa e P?s Gradua??o, Universidade Federal de Ouro Preto.O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito temporal de uma dieta rica em carboidratos simples (PTD), ap?s o desmame, sobre o metabolismo do tecido adiposo retroperitoneal (TAR) de ratos jovens. Por quest?es did?ticas, dividimos esta tese em 3 cap?tulos: 1) efeito da PTD sobre a atividade transcricional de genes adipog?nicos em tr?s per?odos de tempo (4, 8 e 12 semanas), a fim de se fornecer as informa??es sobre as networks envolvidas na resposta do TAR ao excesso de carboidrato simples; 2) efeito do exerc?cio de endurance (durante 4 e 8 semanas) em ratos rec?m desmamados (RD) alimentados com a PTD sobre os n?veis de leptina e suas a??es perif?ricas no TAR; e o 3) efeito temporal da PTD sobre a express?o de microRNAs no mesmo tecido. No Cap?tulo I, ratos Wistar RD foram alimentados com uma dieta padr?o (STD) ou PTD (68% de carboidratos) durante 4, 8 ou 12 semanas e o TAR foi removido para an?lises histopatol?gicas e PCR array (adipog?nese). A PTD induziu hipertrofia e hiperplasia dos adip?citos no TAR ap?s 12 semanas de ingest?o. Al?m disso, a PTD alterou VLDLc e tracilglicerois s?ricos, bem como par?metros glicometab?licos. O agrupamento hier?rquico demonstrou mudan?as induzidas pela PTD no padr?o de express?o do grupo de genes testados. An?lises de vias metab?licas, as quais utilizaram o algoritmo para an?lise de enriquecimento da plataforma MetaCore da Thompson Reuters, associaram o cluster dos genes diferencialmente expressos com vias can?nicas relacionadas ? regula??o da diferencia??o e prolifera??o de adip?citos (p-valor< 10-7). Portanto, nossos resultados sugerem que ratos RD alimentados com PTD aumentam o tamanho e o n?mero de adip?citos devido ? up regulation de sinais pr?-adipog?nicos (sinaliza??o do PPAR?) e ? down regulation de sinais anti-adipog?nicos (sinaliza??o Wnt) em adultos jovens. No Cap?tulo II, ratos RD alimentados com as dietas STD ou PTD foram submetidos ao treinamento f?sico em esteira durante 4 ou 8 semanas. Os principais resultados obtidos sugerem que a PTD induz um aumento na express?o da leptina no TAR, enquanto o treinamento de endurance reduz o tamanho dos adip?citos via lip?lise mediada pela leptina ap?s 8 semanas. Em ratos treinados alimentados com a PTD, ocorre o desenvolvimento do dep?sito de gordura e a up regulation do mRNA e da leptina circulante. No Cap?tulo III, ratos RD alimentados com as dieta STD ou PTD durante 4, 8 ou 12 semanas tiveram o TAR removido para an?lise da express?o de miRNAs, cuja escolha foi baseada nos prov?veis alvos dos mesmos, os quais apresentaram altera??o na express?o ap?s an?lise do agrupamento hier?rquico (Cap?tulo I): tr?s miRNAs anti-adipog?nicos (rno-miR-let-7, rno-miR-27a-3p e rno-miR-200c-3p) e tr?s miRNAs associados ?s condi??es metab?licas (rno-miR-125a-5p, rno-miR-125a-3p e rno-miR-126a-3p). Em conjunto, estes dados nos permitem concluir que a PTD regula a express?o de miRNAs no TAR, induzindo um aumento na express?o do miRNA rno-miR-200c-3p e reduzindo a express?o do miRNA rno-miR-27a-3p. Embora estes resultados estejam em fase de finaliza??o, este ? o primeiro estudo que considera a express?o de miRNAs desencadeada pela intera??o entre dieta p?s-desmame e tempo, o que pode ser crucial para compreender o impacto que a composi??o da dieta possui sobre a decis?o da c?lula adiposa de aumentar o volume ou em n?mero.In this study, we assessed the time-course effect of a high-sugar diet (HSD), after weaning, on retroperitoneal white adipose tissue (rWAT) metabolism of young rats. To didactic purposes, we have divided this thesis in three chapters: 1) the effect of a HSD on the transcriptional activity of adipogenic genes in a time-course study (4-week, 8-week and 12 week periods), to provide insight regarding the genetic networks involved in the rWAT response to dietary sugar; 2) the effect of endurance training (4-week and 8-week periods) in weaned rats fed with a HSD on leptin levels and its actions on rWAT; and 3) the time-course effect of a HSD on microRNAs expression on rWAT. In Chapter I, weaned male Wistar rats were fed a standard (STD) or HSD (68% carbohydrates) for 4-week, 8-week or 12-weeks, and rWAT was removed for histopathology and PCR array (adipogenesis) analyses. The HSD induced adipocyte hypertrophy and hyperplasia in rWAT after 12 weeks of ingestion. Additionally, the HSD altered serum VLDLc, triacylglycerol, and glucometabolic parameters. Hierarchical clustering revealed HSD-induced changes in the expression patterns of the tested gene set. Pathway analysis, which used the enrichment analysis algorithm of the Thompson Reuters MetaCore platform, associated a cluster of differentially expressed genes with canonical pathways related to regulating adipocyte differentiation and proliferation (P-value < 10-7). Thus, HSD feeding post-weaning increased both the adipocyte size and number by simultaneously up-regulating pro-adipogenic signals (the PPAR? pathway) and down-regulating anti-adipogenic signals (Wnt pathway) in young adults. In Chapter II, weaned rats fed with STD or HSD diets were subjected to running training for 4- and 8-week periods. Our results suggest that an HSD induces an increase in leptin expression in rWAT, while reducing adipocytes via leptin-mediated lipolysis after an 8-week period. In exercised rats fed an HSD, TAG synthesis and storage overlaps with lipolysis, promoting fat store development and Lep mRNA and plasma protein up regulation in adult rats. In Chapter III, rWAT of post-weaning rats fed with STD or HSD diets for 4-week, 8-week or 12-week periods was removed to access the miRNAs levels. We chose miRNAs whose possible targets were altered in the PCR array: three anti-adipogenics miRNAs (rno-miR-let-7, rno-miR-27a-3p, and rno-miR-200c-3p), and three miRNAs related to metabolic conditions (rno-miR-125a-5p, rno-miR-125a-5p and rno-miR-126a-3p). Together, these data suggest that HSD regulates the miRNAs expression on rWAT, increasing the miRNA rno-miR-200c-3p levels and down regulating the miRNA rno-miR-27a -3p levels. Although our results require further investigation, this is the first study that relates the relationship between high-sugar diet and period of feeding after weaning, which may be essential to understand the diet composition impact on fat cell fate: increase the volume or number