Orientador: Anibal Eugenio Vercesi

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: A analbuminemia congênita é uma doença autossômica recessiva caracterizada por níveis traços de albumina plasmática (< 1 mg/mL) e sintomas clínicos leves. Entre as comorbidades apresentadas pelos indivíduos e ratos analbuminêmicos (ratos Nagase - NAR), os distúrbios no metabolismo/transporte...

Resumo: A analbuminemia congênita é uma doença autossômica recessiva caracterizada por níveis traços de albumina plasmática (< 1 mg/mL) e sintomas clínicos leves. Entre as comorbidades apresentadas pelos indivíduos e ratos analbuminêmicos (ratos Nagase - NAR), os distúrbios no metabolismo/transporte de lipídeos plasmáticos são as mais marcantes. A dislipidemia associada à analbuminemia é caracterizada por níveis aumentados de colesterol e triglicérides, e déficit de ácidos graxos livres (FFA). Nesta tese, são apresentados três estudos independentes sobre a analbuminemia, os quais objetivaram investigar: 1) os mecanismos da hipertrigliceridemia e do déficit de FFA plasmático do NAR; 2) o metabolismo de carboidratos no NAR; 3) as funções mitocondriais no NAR. Também é apresentado um quarto estudo (aspectos metodológicos) sobre o uso do probe safranina para avaliar o potencial elétrico transmembrana mitocondrial. Os principais resultados destes estudos foram: Estudo um: as taxas de lipogênese (596 ± 40 vs. 929 ± 124 ?mol 3H2O/g/h) e de secreção de triglicérides para o plasma (4,25 ± 1,00 vs. 7,04 ± 1,68 mg/dL/min) foram mais lentas (P ? 0,05) no NAR do que no rato controle Sprague-Dawley (SDR). As injeções de heparina ou de albumina no NAR promoveram um aumento de FFA plasmático em função do tempo. Noventa minutos após a injeção de albumina, os níveis de FFA plasmáticos nos NAR se elevaram de 0,36 ± 0,05 para 1,34 ± 0,16 mEq/L (P ? 0,05), atingindo os níveis do SDR. Estes resultados indicam que a falta de albumina plasmática inibe a lipólise intravascular e causa o déficit de FFA plasmático na analbuminemia, e que a produção hepática de triglicérides não contribui para a hipertrigliceridemia no NAR. Estudo dois: a concentração de glicose plasmática foi similar entre os NAR e os SDR alimentados ou em jejum, porém a insulinemia no estado alimentado foi maior nos NAR do que nos SDR (P ? 0,05). O NAR apresentou maior tolerância à glicose quando comparado ao SDR (P ? 0,05). Esta maior tolerância a glicose está associada à maior resposta insulinêmica à administração de glicose. Não houve diferença entre os grupos para a sensibilidade periférica a insulina. Apesar do conteúdo similar de glicogênio hepático no estado alimentado, o NAR apresentou menor conteúdo de glicogênio (40% do SDR) após 6 h de jejum. A injeção de piruvato (substrato neoglicogênico) promoveu um aumento mais rápido na glicemia do NAR em comparação ao SDR. Deste modo, os resultados indicam que o NAR apresenta metabolismo de glicose acelerado. Estudo três: a capacidade de retenção de Ca2+ pelas mitocôndrias isoladas do fígado do NAR aos três meses de idade foi ~50% daquela do SDR. Esta variável não se diferiu entre os grupos quando avaliada aos 21 dias de vida dos ratos. Foi observada uma depleção de ~20% no conteúdo de nitrosotiol e um aumento de ~30% na expressão de ciclofilina D nas mitocôndrias de fígado do NAR. Nenhuma das variáveis relacionadas ao estado redox mitocondrial diferiu entre NAR e SDR, tais como: o conteúdo de tióis reduzidos, de glutationa total, a taxa de liberação de H2O2, e o estado reduzido de NAD(P)H. Com isso, conclui-se que a maior expressão de ciclofilina D, um componente importante no processo de transição de permeabilidade mitocondrial, e o menor conteúdo de nitrosotiol nas mitocôndrias dos NAR podem explicar a sua menor capacidade de retenção de Ca2+

Abstract: Congenital analbuminemia is a rare autosomal recessive disorder characterized by a trace level of albumin in blood plasma and mild clinical symptoms. Analbuminemic patients and rats (Nagase analbuminemic rats - NAR) present associated abnormalities, among which the disturbances in plasma...

Abstract: Congenital analbuminemia is a rare autosomal recessive disorder characterized by a trace level of albumin in blood plasma and mild clinical symptoms. Analbuminemic patients and rats (Nagase analbuminemic rats - NAR) present associated abnormalities, among which the disturbances in plasma lipid metabolism and transport are hallmarks. The dyslipidemia associated with analbuminemia comprises a unique plasma lipid profile (i.e. high cholesterol and triglycerides, but a severe free-fatty acids deficiency). Three independent works on analbuminemia are presented in this PhD thesis, whose aims were: 1) to investigate the mechanisms of NAR hypertriglyceridemia and plasma free-fatty acids deficiency; 2) to study carbohydrate metabolism in NAR; 3) to evaluate mitochondrial (dys)function in NAR. Also, a methodological study about the use of the dye safranine as a fluorescent probe for the assessment of mitochondrial transmembrane electrical potential is presented in this thesis. The main results from these studies were: Study one: lipogenesis (596 ± 40 vs. 929 ± 124 ?mol 3H2O/g/h) and triglyceride secretion rates (4.25 ± 1.00 vs. 7.04 ± 1.68 mg/dL/min) were slower (P ? 0.05) in fasted NAR than in control Sprague-Dawley rats (SDR). The injection of either heparin or albumin elicited an increase in NAR plasma FFA levels over time. FFA levels reached control levels 90 min after the albumin administration into NAR, increasing from 0.36 ± 0.05 to 1.34 ± 0.16 mEq/L (P ? 0.05). These results indicate that the lack of plasma albumin inhibits intravascular lipolysis and causes the FFA deficit observed in NAR. Moreover, hepatic triglyceride output seems not to contribute to NAR hypertriglyceridemia. Study two: plasma glucose levels were similar between fed and fasted NAR and SDR, but fed insulinemia was higher in NAR than in SDR (P ? 0.05). NAR displayed increased glucose tolerance compared to SDR (P ? 0.05). This enhanced glucose tolerance was associated with higher insulinemia after the glucose load, and with similar insulin sensitivity between the groups. Despite similar liver glycogen content in fully fed condition, NAR had lower glycogen content (40% of control) after 6-h fasting. The injection of pyruvate (gluconeogenic substrate) elicited a faster rise in glycemia of NAR than in SDR. Therefore, NAR display enhanced glucose metabolism. Study three: the Ca2+ retention capacity of the liver mitochondria isolated from 3-month-old NAR was about 50% that of the control. Interestingly, the assessment of this variable in 21-day-old NAR and SDR indicated that the mitochondrial Ca2+ retention capacity was preserved at this age. A 20% decrease in mitochondrial nitrosothiol content and a 30% increase in cyclophilin D expression were observed in NAR liver mitochondria. None of the variables related to mitochondrial redox state differed between the controls and NAR, i.e., namely the contents of reduced mitochondrial membrane protein thiol groups and total glutathione, H2O2 release rate, and NAD(P)H reduced state. We conclude that the higher expression of cyclophilin D, a major component in the mitochondrial permeability transition process, and decreased nitrosothiol content in NAR mitochondria may underlie their lower Ca2+ retention capacity