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Tese (livre-docencia) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: A composição de ácidos graxos (AG) dos lipídeos de uma organela sub-celular é diferente de outras do mesmo tecido e mais diferente ainda da de outros tecidos. Do ponto de vista metabólico, fisiológico e patológico os principais AG dos tecidos humanos e dos animais superiores devem ser...

Resumo: A composição de ácidos graxos (AG) dos lipídeos de uma organela sub-celular é diferente de outras do mesmo tecido e mais diferente ainda da de outros tecidos. Do ponto de vista metabólico, fisiológico e patológico os principais AG dos tecidos humanos e dos animais superiores devem ser classificados em quatro famílias ou séries: 1) dos AG saturados (AGS); 2) dos AG insaturados n-9 (AGI n-9); 3) dos AG poliinsaturados n-6 (AGPI n-6) ou família do ácido linolêico e 4) dos AGPI n-3 ou família do ácido linolênico. Os AGS e AGI n-9 são universalmente sintetizados no reino animal e vegetal. Os AGPI n-6 e n-3 são sintetizados comumente nos vegetais, mas nos animais são sintetizados apenas à partir de um precursor específico que e o ancestral de cada família. 0 ácido linolêico é considerado um AG essencial (AGE) para mamíferos e o ácido linolênico e um AGE para peixes. Os AG são precursores de vários compostos biologicamente ativos como as prostaglandinas. Os fosfolipídeos das membranas biológicas são particularmente ricos em AGPI n-6 e n-3 que tem um importante papel relacionado com propriedades físico-químicas como permeabilidade, fluidez e microviscosidade das membranas. Por outro lado, os AG também estão associados a várias patologias como hipercolesterolemia, aterosclerose, hemorragias, trombose, câncer e outras. É muito comum associar as proteínas às funções específicas das membranas e os lipídeos a um papel secundário e de suporte estrutural. O objetivo principal desta Tese foi o de propor um modelo de estudo que pudesse trazer mais informações sobre a composição e metabolismo de AG ao nível de organelas sub-celulares e sobre a importância de AG em processos fisiológicos membrana-dependentes. Foram preparadas mitocôndrias hepáticas (MTH), cardíacas (MTC) e encefálicas (MTE) e microssomas hepáticos (MSH) e encefálicos (MSE) de ratos machos. Wistar. Os animais pesando 60-90g foram tratados durante 3,6,8 ou 12 semanas com oito dietas contendo a mesma composição de macro e micronutrientes mais variando quanto a fonte lipídica: 1) dieta controle ou DC, comercial, à base de óleo de soja; 2) dieta-óleo de soja ou OS ; 3) dieta óleo de girassol ou OG, as três ricas em ácido linolêico, porém diferiam quanto a quantidade de AGPI n-3 presentes; 4) dieta à base de gordura de porco ou GP, rica em AGS e AGI n-9; 5) dieta à base de óleo de fígado de bacalhau ou FB, rica em AGPI n-3 e pobre em AGPI n-6; 6) dieta à base de óleo de soja parcialmente hidrogenado ou SH,rica em AGI n-9 e em isômeros transdos-ácidos oleico e linolêico; 7) dieta ã base de uma mistura de triglicerídeos ou MT, igualmente rica em AGPI n-6, AGPI n-9 e AGS; 8) dieta-õleo de colza ou CZ ,rica em AGPI n-9 e em ácido erúcico. Foram demonstradas grandes alterações na composição de AG de todas organelas estudadas via manipulações dietárias. As dietas ricas em ácido linolêico causaram as seguintes alterações: um expressivo aumento do conteúdo to tal de AGPI n-6, principalmente dos AG n-6 de 20 e 22 C; o grupo MT, o aumento dos AG n-6 22:4 e 22:5 foi mais expressivo ainda do que o encontrado nos grupos OS e OG; causando ainda uma grande diminuição dos AGPI n-3 como os 20:5 , 22:5 e 22:6. A dieta FB causou efeitos opostos, deprimindo a produção e incorporação de AGPI n-6 e aumentando a de AGPI n-e dos lipídeos de todas as organelas estudadas. As alterações induzidas pela ingestão de dietas ricas em AGI n-9 foram em geral menos expressivas que as anteriores,con tudo observamos um grande aumento do AG 22:5 n-6 e diminuição dos AG n-3 de cadeia muito longa e altamente poliinsaturados. Os lipídeos das MTH,MTS e MTC incorporam AG não comuns via dietária como os ácidos elaídico . Apesar da barreira hemato-encefálicas diminuindo a ação dos agentes exógenos, demonstramos que as dietas causavam alterações na composição de AG dos lipídeos das MTE e MSE, semelhante as dos tecidos hepáticos e cardíaco mas quantitativamente em menor intensidade. Foi sugerido que dietas contendo ácido linoléico associado com grandes quantidades de AGI n-9 favoreciam as reações metabólicas de elongações e dessaturações aumentando a incorporação de AGPI n-6 de 20 e 22 C e altamente poliinsaturados ã expensas de uma diminuição da quantidade de AGPI n-3. Para se investigar o papel dos AG nas funções membrana-dependente, determinou-se a energia de ativação (EA) transporte de cálcio (influxo, efluxo espontâneo ou efluxo Na+-dependente) através de MTH,MTC e MTE. Na maioria dos casos observou-se que à partir de uma determinada temperatura, denominada de transição (TT), havia uma mudança brusca no valor de EA indicativo de um ponto de inflexão na equação de Arrhenius e de um processo bi-fásico com uma TT e dois valores de EA. Em alguns casos o processo era trifásico,com duas TT e três valores de EA. Demonstrou-se que as alterações da composição de AG mitocondriais determinava mudanças nos valores de TT e de cada processo em relação ao grupo controle. Foi observado que o efluxo de Ca2+ Na+ -dependente das MTC do grupo SH, das MTE dos grupos DÇ e GP eram processos bifásicos. O das MTE do grupo OG também era bifasico , porém o ponto de inflexão correspondia a temperatura aqui denominada por crítica (TC), pois acima da qual a E& era ou tendia ao valor zero. O das MTC e das MTE dos demais grupos eram processos trifásicos, porém o ponto de inflexão superior, correspondia a uma TC e não a uma segunda TT. Nesse sentido, foi sugerido que o íon Na+, pudesse ter um papel de letério sobre o sistema de efluxo de Ca2+ Na2+ -dependente

Abstract: Each subcellular organelle has its own peculiar composition in fatty acids (FA). It was analysed the influence of diets having different FA composition on the FA content of lipids of rat liver mitochondria and microssomes, heart mitochondria and brain mitochondria and microsomes....

Abstract: Each subcellular organelle has its own peculiar composition in fatty acids (FA). It was analysed the influence of diets having different FA composition on the FA content of lipids of rat liver mitochondria and microssomes, heart mitochondria and brain mitochondria and microsomes. Male Wistar rat of 60-90g were used. Animal were treated with the différents diets during 3, 6,8 or 12 weeks. So me diets contained high level of linoleic acid (polyunsaturated FA or n-6 PUFA family) with different amount of n-3 PUFA. Other diets were rich in n-3 PUFA, but poor in n-6 PUFA. Some other diets contained different combinations of oleic acid and saturated FA (SFA) . Still other diets con tained uncommun FA, like trans-FA or erucic acid. It has been found that, diets induced profound modifications on FA composition of all organelles studied, but to different degrees in different organelles. Those of brain were most resistant. It was observed the metabolic composition among oleic acid, linoleic acid and linolenic acid.. Unusual FA like erucic acid and elaidic acid (trans-oleic) can also become incorporated into membrane of cell organelles. Specific membranes functions are traditionally associated with proteins whereas phospholipid normally, would play a secondary role. It was studied the influence of mitochondria FA composition on the activation energy (En) of the influx , eflux and Na+ dependent eflux Ca2+, in liver, heart and brain mitochondria, as a model for studying the real role of fatty acids on membrane functions. Arrhenius'plots of these process had one inflexion point called here transition temperature(TT) in the most cases. It were foundm that the changes of mitochondrial FA content via dietary manipulations induced also changes on the values of EA and TT in all process, compared to control groups. Na -dependent efflux of Ca2+, may be a triphasic process, with two values of TT and three values of EA in most of heart mitochondria and some of brain mitochondria. However, the superior inflexion point could be not exactly a TT point but a critical temperature, because at higher temperatures , above it E had a value aproximately tc zero