Efeitos da restrição calórica sobre parâmetros metabólicos e comportamentais em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica e em camundongos nocaute para o receptor de lipoproteína de baixa densidade (LDL)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Ciências Fisiológicas, Florianópolis, 2023.O consumo de dietas ricas em gorduras e carboidratos pode favorecer o surgimento de sobrepeso e obesidade, considerado um dos maiores problemas de saúde pública, sendo fator de risco importante para o desenvolvimento de diabetes do tipo 2, aterosclerose, hipertensão, dislipidemias, doença de Alzheimer e depressão. Modificações no estilo de vida demonstram melhorias nas parâmetros metabólicos e comportamentais induzidos pela dieta hiperlipídica. Neste sentido, a restrição calórica se configura como uma intervenção dietética que se propõe a reduzir a ingestão calórica sem causar deficiência de nutrientes, possuindo vários benefícios já descritos na literatura científica. O presente estudo teve como objetivo investigar o efeito da restrição calórica nas alterações metabólicas, comportamentais e neuroquímicas causadas por dieta hiperlipídica e nocautes do receptor de lipoproteína de baixa densidade (LDL). O primeiro protocolo experimental desse estudo utilizou camundongos C57Bl/6, machos e fêmeas, com idade de 3-4 meses ao início do experimento, tratados com dieta padrão para roedores ou dieta hiperlipídica, por 12 semanas. Após esse período os animais dos grupos de restrição foram submetidos à restrição calórica de 30% com suas respectivas dietas por período de 4 semanas. Foram realizados testes comportamentais para avaliar memória e comportamento do tipo depressivo e ensaios bioquímicos. Nossos resultados demonstraram que uma dieta experimental foi capaz de aumentar a glicemia de jejum, colesterol plasmático e colesterol e triglicerídeo hepático, além de resultar em prejuízo na memória espacial de curto prazo. A intervenção com restrição calórica prejudicou interferências metabólicas como massa corporal, gordura visceral e glicemia de jejum, entretanto quatro semanas de restrição não foi suficiente para melhorar/reverter parâmetros comportamentais prejudicados pela dieta rica em gorduras. No segundo protocolo experimental, utilizamos camundongos C57Bl/6 e nocautes para o receptor de LDL (LDLr-/-), fêmeas, com 10 meses de idade no início do experimento. Os camundongos LDLr-/- foram divididos em grupo controle, grupo restrição calórica de 30%, grupo metformina na água de beber e grupo restrição calórica associada à metformina. Nossos resultados demonstraram que o LDLr-/- submetido ao RC causou redução de massa corporal, gordura visceral e aumento dos níveis de colesterol plasmático. A associação entre RC e metformina levou a uma redução mais pronunciada da gordura visceral e elevou o consumo hídrico dos camundongos LDLr-/-. Os dados comportamentais demonstraram alteração na locomoção indireta, prejuízo na memória de reconhecimento e memória aversiva do LDLr-/- e a intervenção com RC e metformina não foram suficientes para reverter tal comprometimento. Tomados em conjunto, nossos resultados mostraram que, nos cenários de alterações metabólicas induzidos por dieta hiperlipídica e alteração gênica do receptor de LDL, os efeitos de uma restrição calórica de 30%,Abstract: The consumption of diets rich in fats and carbohydrates can favor the onset of overweight and obesity, considered one of the major public health problems and a significant risk factor for the development of type 2 diabetes, atherosclerosis, hypertension, dyslipidemia, Alzheimer's disease, and depression. Lifestyle modifications have shown improvements in metabolic and behavioral parameters induced by a hyperlipidic diet. In this sense, calorie restriction is proposed as a dietary intervention aiming to reduce calorie intake without causing nutrient deficiency, with several benefits already described in the scientific literature. The present study aimed to investigate the effect of calorie restriction on metabolic, behavioral, and neurochemical changes induced by a hyperlipidic diet and low-density lipoprotein receptor (LDLr) knockouts. The first experimental protocol of this study used C57Bl/6 mice, males and females, aged 3-4 months at the beginning of the experiment, treated with a standard rodent diet or a hyperlipidic diet for 12 weeks. After this period, the animals in the restriction groups underwent 30% calorie restriction with their respective diets for a period of 4 weeks. Behavioral tests were conducted to assess memory and depressive-like behavior, along with biochemical assays. Our results showed that the experimental diet increased fasting blood glucose, plasma cholesterol, and hepatic cholesterol and triglycerides, resulting in impaired short-term spatial memory. Calorie restriction intervention reduced metabolic parameters such as body mass, visceral fat, and fasting blood glucose. However, four weeks of restriction were not sufficient to improve/reverse behavioral parameters impaired by the high-fat diet. In the second experimental protocol, we used C57Bl/6 mice and LDL receptor knockouts (LDLr-/-), females, aged 10 months at the start of the experiment. LDLr-/- mice were divided into a control group, a 30% calorie restriction group, a metformin in drinking water group, and a calorie restriction combined with metformin group. Our results showed that LDLr-/- mice subjected to calorie restriction had reduced body mass, visceral fat, and increased plasma cholesterol levels. The combination of calorie restriction and metformin led to a more pronounced reduction in visceral fat and increased water consumption in LDLr-/- mice. Behavioral data showed alterations in spontaneous locomotion, impairment in recognition memory, and aversive memory in LDLr-/- mice, and the intervention with calorie restriction and metformin was not sufficient to reverse such impairment. Taken together, our results demonstrated that, in scenarios of metabolic changes induced by a hyperlipidic diet and genetic alteration of the LDL receptor, the effects of 30% calorie restriction for a period of four weeks were more evident in metabolic outcomes than in behavioral outcomes