Efeito do tratamento com citrato e Vimang¿MARCA REGISTRADA¿ sobre a aterosclerose experimental em camundongos hipercolesterolemicos deficientes de receptor de LDL
Gabriel de Gabriel Dorighello
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP D733e
[Effect of citrate and Vimang'TRADEMARK' treatment on experimental atherosclerosis in hypercholesterolemic LDL receptor deficient mice]
Campinas, SP : [s.n.], 2009.
81f. : il.
Orientador: Helena Coutinho Franco de Oliveira
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: A aterosclerose é uma das principais doenças causadoras de morbidade e mortalidade nas populações ocidentais. Uma das teorias mais consistentes para explicar os mecanismos celulares e moleculares da aterogênese é a chamada "hipótese oxidativa", que aponta a oxidação da LDL como evento...
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Resumo: A aterosclerose é uma das principais doenças causadoras de morbidade e mortalidade nas populações ocidentais. Uma das teorias mais consistentes para explicar os mecanismos celulares e moleculares da aterogênese é a chamada "hipótese oxidativa", que aponta a oxidação da LDL como evento central na gênese e no desenvolvimento das lesões.
Recentemente demonstramos que camundongos geneticamente deficientes do receptor de LDL (LDLR0), modelo da hipercolesterolemia familiar humana, apresentam disfunção mitocondrial em vários tecidos, o que pode ser altamente relevante para o processo aterosclerótico. As mitocôndrias destes animais apresentam aumento de geração de espécies reativas de oxigênio (EROS) devido à diminuição de seu conteúdo de NADPH, principal poder redutor para reconstituição de seu sistema enzimático antioxidante. Propusemos que o consumo deste poder redutor do NADPH era conseqüência de uma esteroidogênese aumentada nos tecidos dos camundongos LDLR0. A deficiência mitocondrial de substratos dependentes de NADPH foi confirmada e tratamentos in vitro com isocitrato e in vivo com citrato corrigiram parcialmente o estresse oxidativo mitocondrial destes animais. Neste projeto investigamos, se o aumento de produção de EROS mitocondrial e a severidade da aterosclerose em camundongos LDLR0 poderiam ser
corrigidos ou reduzidos por: 1- reposição de substratos dependentes de NADPH (citrato), e
2- tratamento com o antioxidante Vimang®, o qual tem efeito protetor em mitocôndrias desafiadas com pró-oxidantes. Em ambos os estudos utilizamos 2 protocolos de investigação das lesões ateroscleróticas: lesão induzida por dieta rica em colesterol e lesão espontânea (dieta comercial livre de colesterol). Os animais tratados com alta concentração
de citrato (120 mM) e dieta com colesterol apresentaram aumento na área das lesões ateroscleróticas da raiz da aorta. Com relação às lesões espontâneas, tratamentos por longo
prazo com citrato diluído (2.44 mM) ou pravastatina (10 mg/Kg), isoladamente, não tiveram efeito, enquanto a combinação de citrato+pravastatina aumentou o tamanho médio
das lesões ateroscleróticas (4 vezes em relação ao grupo não tratado, p<0.05). A produção
de espécies reativas de oxigênio (EROS) não diferiu em mitocôndrias de fígado dos 4 grupos, e foi mais elevada nos linfócitos de baço do grupo tratado com pravastatina. Os camundongos tratados por 2 semanas com o antioxidante Vimang® e alimentados com dieta enriquecida com colesterol, apresentaram diminuição nas concentrações plasmáticas e
hepáticas de colesterol, no entanto a área de lesão aterosclerótica não diminuiu significativamente. Nos estudos com Vimang® em longo prazo e dieta isenta de colesterol
foram verificados efeitos benéficos de redução de colesterolemia e da produção de EROS
pelos linfócitos. No entanto, houve aumento do tamanho das lesões ateroscleróticas espontâneas. Análises de correlação univariadas com o estudo citrato, Vimang® e o conjunto de dados de ambos estudos mostraram que o tamanho médio das lesões aórticas se
correlaciona positivamente com as concentrações plasmáticas de colesterol, de triglicérides,
da enzima hepática fosfatase alcalina, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), e com velocidade de oxidação de NADPH e de produção de EROS pelas mitocôndrias hepáticas, mas não com a produção de EROS pelos linfócitos do baço. Análises multivariadas demonstraram a importância dos lipídeos plasmáticos e da produção
de EROS mitocondrial hepático na severidade da aterosclerose em relação aos outros parâmetros. Análise de correlação ajustada pelos valores de colesterol e triglicérides evidenciou a contribuição significativa e independente dos parâmetros indicadores de estresse oxidativo mitocondrial hepático na formação da lesão de aterosclerose. A partir destes resultados, propusemos como hipótese que o estresse oxidativo hepático tem um papel central no mecanismo de formação da lesão vascular neste modelo. Tal conexão se daria através da secreção hepática de fatores pró-aterogênicos, os quais poderiam ser de natureza inflamatória ou metabólica.
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Recentemente demonstramos que camundongos geneticamente deficientes do receptor de LDL (LDLR0), modelo da hipercolesterolemia familiar humana, apresentam disfunção mitocondrial em vários tecidos, o que pode ser altamente relevante para o processo aterosclerótico. As mitocôndrias destes animais apresentam aumento de geração de espécies reativas de oxigênio (EROS) devido à diminuição de seu conteúdo de NADPH, principal poder redutor para reconstituição de seu sistema enzimático antioxidante. Propusemos que o consumo deste poder redutor do NADPH era conseqüência de uma esteroidogênese aumentada nos tecidos dos camundongos LDLR0. A deficiência mitocondrial de substratos dependentes de NADPH foi confirmada e tratamentos in vitro com isocitrato e in vivo com citrato corrigiram parcialmente o estresse oxidativo mitocondrial destes animais. Neste projeto investigamos, se o aumento de produção de EROS mitocondrial e a severidade da aterosclerose em camundongos LDLR0 poderiam ser
corrigidos ou reduzidos por: 1- reposição de substratos dependentes de NADPH (citrato), e
2- tratamento com o antioxidante Vimang®, o qual tem efeito protetor em mitocôndrias desafiadas com pró-oxidantes. Em ambos os estudos utilizamos 2 protocolos de investigação das lesões ateroscleróticas: lesão induzida por dieta rica em colesterol e lesão espontânea (dieta comercial livre de colesterol). Os animais tratados com alta concentração
de citrato (120 mM) e dieta com colesterol apresentaram aumento na área das lesões ateroscleróticas da raiz da aorta. Com relação às lesões espontâneas, tratamentos por longo
prazo com citrato diluído (2.44 mM) ou pravastatina (10 mg/Kg), isoladamente, não tiveram efeito, enquanto a combinação de citrato+pravastatina aumentou o tamanho médio
das lesões ateroscleróticas (4 vezes em relação ao grupo não tratado, p<0.05). A produção
de espécies reativas de oxigênio (EROS) não diferiu em mitocôndrias de fígado dos 4 grupos, e foi mais elevada nos linfócitos de baço do grupo tratado com pravastatina. Os camundongos tratados por 2 semanas com o antioxidante Vimang® e alimentados com dieta enriquecida com colesterol, apresentaram diminuição nas concentrações plasmáticas e
hepáticas de colesterol, no entanto a área de lesão aterosclerótica não diminuiu significativamente. Nos estudos com Vimang® em longo prazo e dieta isenta de colesterol
foram verificados efeitos benéficos de redução de colesterolemia e da produção de EROS
pelos linfócitos. No entanto, houve aumento do tamanho das lesões ateroscleróticas espontâneas. Análises de correlação univariadas com o estudo citrato, Vimang® e o conjunto de dados de ambos estudos mostraram que o tamanho médio das lesões aórticas se
correlaciona positivamente com as concentrações plasmáticas de colesterol, de triglicérides,
da enzima hepática fosfatase alcalina, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), e com velocidade de oxidação de NADPH e de produção de EROS pelas mitocôndrias hepáticas, mas não com a produção de EROS pelos linfócitos do baço. Análises multivariadas demonstraram a importância dos lipídeos plasmáticos e da produção
de EROS mitocondrial hepático na severidade da aterosclerose em relação aos outros parâmetros. Análise de correlação ajustada pelos valores de colesterol e triglicérides evidenciou a contribuição significativa e independente dos parâmetros indicadores de estresse oxidativo mitocondrial hepático na formação da lesão de aterosclerose. A partir destes resultados, propusemos como hipótese que o estresse oxidativo hepático tem um papel central no mecanismo de formação da lesão vascular neste modelo. Tal conexão se daria através da secreção hepática de fatores pró-aterogênicos, os quais poderiam ser de natureza inflamatória ou metabólica.
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Abstract: Atherosclerosis is a major cause of morbidity and mortality in the Western World. One of the main theories to explain atherogenesis is named "oxidative hypothesis". Accordingly, LDL oxidation is a central event in the genesis and development of atherosclerotic lesions. Recently, we...
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Abstract: Atherosclerosis is a major cause of morbidity and mortality in the Western World. One of the main theories to explain atherogenesis is named "oxidative hypothesis". Accordingly, LDL oxidation is a central event in the genesis and development of atherosclerotic lesions. Recently, we demonstrated that LDL receptor deficient mice (LDLR0) present mitochondrial dysfunction in several tissues, which may be relevant to atherogenesis. The mitochondria of these animals present increased reactive oxygen species (ROS) generation due to decreased NADPH content, the main reducing power for the antioxidant enzymatic system. We proposed that consumption of NADPH (in the reduced state) content was a consequence of elevated steroidogenesis in the LDLR0 mice tissues. The mitochondrial deficiency of NADPH dependent substrates was directly confirmed, and isocitrate (in vitro) and citrate (in vivo) treatments partially corrected the mitochondrial oxidative stress in this model. In this project we studied whether the increase of mitochondrial ROS production and the atherosclerosis severity in the LDLR0 mice could be corrected or diminished by: 1- NADPH dependent substrates replacement (citrate), and 2- treatment with the antioxidant Vimang®, which has protective effect against pro-oxidants in mitochondria. In both studies we used 2 protocols to study atherosclerotic lesions: high cholesterol diet-induced lesion and spontaneous developed lesions (diet without cholesterol). Animals treated with high concentration of citrate (120 mM) and high cholesterol diet presented increased aorta atherosclerotic lesion areas. Regarding the spontaneous lesions study, chronic treatments with diluted citrate (2.44 mM) or pravastatin (10 mg/Kg) isolated did not affect, while the citrate+pravastatin combination increased the mean atherosclerotic lesion size (4 fold, p<0,05). The liver mitochondrial ROS production was similar among the 4 groups, and was elevated in the spleen lymphocytes of pravastatin treated group. Mice treated during 2 weeks with Vimang® and fed with high cholesterol diet presented decreased plasma and liver cholesterol levels; however the atherosclerotic lesion area was not reduced. In the Vimang® chronic studies with no dietary cholesterol, beneficial effects were verified, i.e., reduction in the plasma cholesterol and lymphocytes ROS production rate. However, the spontaneous atherosclerotic lesions were significantly enhanced. Univariate correlation analysis showed that the aorta lesion size was positive and significantly correlated with plasma cholesterol, triglycerides, alkaline phosphatase, TBARS and hepatic mitochondrial NADPH oxidation and ROS production, but not with lymphocyte ROS production. By multivariate analysis only plasma lipids and hepatic mitochondrial ROS production were significantly related with atherosclerotic lesion area. Partial (adjusted for cholesterol and triglycerides) correlation analysis evidenced that hepatic mitochondrial oxidative stress was independently correlated with atherosclerosis development. Thus, we hypothesize that the hepatic oxidative stress has a central role in the mechanism of vascular lesion formation in this animal model. The connection could occur through hepatic secretion of pro-atherogenic inflammatory or metabolic factors.
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Efeito do tratamento com citrato e Vimang¿MARCA REGISTRADA¿ sobre a aterosclerose experimental em camundongos hipercolesterolemicos deficientes de receptor de LDL
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