Avaliação da bioenergética mitocondrial e estado redox em tecido hepático de ratos adultos submetidos à restrição proteica perinatal

Plasticidade fenotípica pode ser definida como a propriedade de um genótipo individual gerar diferentes fenótipos, quando exposto a diferentes condições ambientais. O desenvolvimento fetal em mamíferos ocorre de forma complexa e envolve diferentes processos que são regulados por vias de sinalização. No entanto, essas vias de sinalização podem ser influenciadas pela interação entre fatores fetais intrínsecos (por exemplo, genética) e fatores ambientais extrínsecos (por exemplo, nutrição placentária e peso materno antes da gestação), podendo culminar em desenvolvimento anormal de órgãos. Apesar disso, um ambiente fetal inadequado não necessariamente resultará num desenvolvimento deletério e poucos estudos têm mostrado os mecanismos envolvidos na plasticidade do fígado frente ao insulto da restrição proteica perinatal. Este órgão atua como sensor inicial de nutrientes e tem um papel fundamental no metabolismo de carboidratos e lipídeos, além de apresentar uma alta capacidade plástica. Todas as etapas da oxidação de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos convergem no estágio final da respiração celular, em que a energia da oxidação dirige a síntese de ATP nas mitocôndrias. Além da produção de energia, esta organela tem emergido como mecanismo de sinalização, injúria e morte celular. Neste trabalho, objetivamos avaliar o efeito da restrição proteica materna (na gestação e lactação) na bioenergética mitocondrial e estado redox hepático de ratos machos aos 100 dias de vida. Observamos que em animais desnutridos, as mitocôndrias respiram mais rápido, são mais resistentes ao íon Ca2+, produzem menos EROs e mantêm a integridade de suas membranas. Essas mitocôndrias também apresentaram estrutura fusionada, alongadas, o que confere maior resistência e otimização da homeostase energética. Além do mais, o fígado desses animais possui maior expressão do gene PGC-1α e da proteína PPAR-γ e metaboliza mais ácidos graxos, poupando glicogênio para órgãos glicolíticos. Por fim, o fígado de animais desnutridos possui estado redox positivo e não apresenta estresse oxidativo. Nossos dados permitem sugerir que a plasticidade do fígado de animais cujas mães receberam dieta hipoprotéica durante a gestação e lactação parece estar associada a um mecanismo sinalizado pela maior eficiência das mitocôndrias para manter a homeostase energética e consequentemente a homeostase redox celular hepática.Phenotypic plasticity can be defined as the property of an individual genotype generates different phenotypes when exposed to different environmental conditions. Fetal development in mammals occurs in complex ways and involves different processes that are regulated by signaling pathways. However, these signaling pathways may be influenced by the interaction between intrinsic fetal factors (e.g. genetics) and extrinsic environmental factors (e.g. placental nutrition and maternal weight before gestation), which may culminate in abnormal organ development. However, an inadequate fetal environment will not necessarily result in deleterious development and few studies have shown the mechanisms involved in the liver plasticity versus the insult of perinatal protein restriction. This organ acts as initial nutrient sensor and plays a key role on the metabolism of carbohydrates and lipids, besides presenting a high plastic capacity. All steps of the oxidation of carbohydrates, fatty acids and amino acids converge in the final stage of cellular respiration, in which the energy of oxidation directs the ATP synthesis in the mitochondria. In addition to energy production, this organelle has emerged as a mechanism of signaling, injury and cell death. In this work, we aimed to evaluate the effect of maternal protein restriction (in gestation and lactation) on mitochondrial bioenergetics and hepatic redox status of male rats at 100 days of life. We observed that in low protein animals, mitochondria breathe faster, are more resistant to the Ca2+ ion, produce fewer ROS and maintain the integrity of their membranes. These mitochondria also presented a fused structure, elongated, which confers greater resistance and optimizes energy homeostasis. Moreover, the liver of these animals has greater expression of the PGC-1α gene and the PPAR-γ protein and metabolizes more fatty acids, stores glycogen to glycolytic organs. Finally, the liver of low protein animals has a positive redox state and does not present oxidative stress. Our data suggest that liver plasticity of animals whose mothers received low protein diet during pregnancy and lactation seems to be associated with a mechanism signaled by the greater efficiency of mitochondria to maintaining energy homeostasis and consequently hepatic cellular redox homeostasis