Orientador: Helena Coutinho Franco de Oliveira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: As doenças cardiovasculares permanecem como a maior causa de mortalidade no mundo ocidental. A aterosclerose é o principal responsável pela patogênese dessas doenças. Distúrbios metabólicos como as dislipidemias, hipertensão arterial, resistência à insulina e obesidade são considerados...

Resumo: As doenças cardiovasculares permanecem como a maior causa de mortalidade no mundo ocidental. A aterosclerose é o principal responsável pela patogênese dessas doenças. Distúrbios metabólicos como as dislipidemias, hipertensão arterial, resistência à insulina e obesidade são considerados fatores de risco aterogênico. Atualmente, intervenções dietéticas e farmacológicas são utilizadas na tentativa de prevenir ou reduzir a incidência desses distúrbios. Uma dessas intervenções é o uso de regimes de restrição calórica, que está relacionada com o aumento da longevidade e a diminuição da incidência de doenças crônicas ligadas ao envelhecimento. Drogas que mimetizam alguns efeitos metabólicos da restrição calórica também estão sendo estudadas como, por exemplo, o 2,4-dinitrofenol (DNP), que promove o desacoplamento mitocondrial. Em nosso laboratório, demonstramos que os camundongos hipercolesterolêmicos, deficientes do receptor de LDL (R0), apresentam alterações importantes no metabolismo e no estado redox. Com isso, o objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos da restrição calórica e do tratamento com DNP sobre o metabolismo e a aterosclerose em camundongos R0. Os camundongos R0 foram separados em 3 grupos: R0 controles com alimentação ad libitum, R0 com restrição calórica (R0-RC) alimentados em dias alternados e R0 tratados com 1 mg/L de 2,4 dinitrofenol na água de beber (R0-DNP). A restrição calórica apesar de diminuir o consumo alimentar, gerou diversos efeitos metabólicos não esperados como o aumento na concentração do colesterol total e das frações VLDL e LDL plasmáticas, dos depósitos adiposos viscerais e subcutâneos, assim como, tornou os camundongos hiperglicêmicos e hiperinsulinêmicos, intolerantes à glicose e resistentes à insulina. Além disso, os camundongos R0 sob restrição calórica apresentaram aumento de marcadores inflamatórios plasmáticos como o TNF? e a proteína C-reativa. Apesar da diminuição observada em alguns parâmetros no estado redox sistêmico e tecidual, os camundongos R0 restritos caloricamente apresentaram um aumento de quase 3 vezes na área de lesão aterosclerótica, o qual pôde ser explicado devido à piora dos diversos fatores de risco aterosclerótico. Por outro lado, o tratamento com DNP, causou uma diminuição na concentração dos ácidos graxos plasmáticos, sem alterar os níveis plasmáticos de outros lipídeos, a homeostase glicêmica, a massa dos depósitos adiposos e os marcadores inflamatórios. No entanto, o desacoplamento mitocondrial brando, promovido pelo DNP, gerou efeitos significativos sobre o estado redox tecidual, tais como a diminuição na geração mitocondrial de espécies reativas de oxigênio e no conteúdo de proteínas carboniladas hepáticas. O desenvolvimento espontâneo da aterosclerose foi significativamente diminuído nos camundongos R0 tratados com DNP, independentemente de outros fatores de risco já bem estabelecidos, como o colesterol e marcadores inflamatórios plasmáticos. Deste modo, o regime de restrição calórica, que é amplamente correlacionado com a longevidade e a menor incidência de doenças crônicas relacionadas com o envelhecimento, não é indicado para condição de hipercolesterolemia causada por deficiência do receptor de LDL. Em contrapartida, o tratamento com DNP, possivelmente via desacoplamento mitocondrial brando, promoveu a redução do desenvolvimento da aterosclerose, independentemente, de outros fatores de risco, demonstrando com isso, a relevância da fonte mitocondrial de oxigênio reativo no processo da aterogênese

Abstract: Cardiovascular diseases (CVD) are the major cause of death in the occidental world. Atherosclerosis is the main process responsible for the pathogenesis of these diseases. Metabolic disturbances such as dyslipidemias, hypertension, insulin resistance and obesity are well established...

Abstract: Cardiovascular diseases (CVD) are the major cause of death in the occidental world. Atherosclerosis is the main process responsible for the pathogenesis of these diseases. Metabolic disturbances such as dyslipidemias, hypertension, insulin resistance and obesity are well established atherosclerosis risk factors. Currently, different pharmacological and dietetic interventions have been used to reduce and avoid CVD. Caloric restriction is one of these strategies, which is associated with increases in life span and reductions of age related chronic diseases. The mitochondrial uncoupler 2,4 dinitrophenol (DNP) has been considered as a caloric restriction mimetic tool. We have demonstrated that a mouse model of human familial hypercholesterolemia exhibits metabolic and redox disturbances highly relevant for metabolic syndrome and atherosclerosis. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of caloric restriction and mild mitochondrial uncoupling induced by DNP on the metabolism and atherosclerosis development in hypercholesterolemic LDL receptor deficient mice (R0). Thus, R0 mice were compared after 3 months in three conditions: R0 fed ad libitum (control), R0 under caloric restriction (R0-RC) obtained by providing food in alternate days, and R0-DNP fed ad libitum and treated with DNP 1 mg/L in the drinking water. The caloric restriction regimen, despite reducing food intake, induced unexpected adverse metabolic effects, namely, increased plasma total-, VLDL- and LDL-cholesterol, and increased visceral and subcutaneous adipose tissue masses. In addition, R0-RC mice became hyperglycemic, hyperinsulinemic, glucose intolerant and insulin resistant. Moreover, R0-RC mice presented elevated plasma levels of the inflammatory markers TNF? and C-reactive protein. Some benefits regarding systemic and tissue redox state were observed in R0-RC, however, atherosclerosis lesion areas were increased about 3 fold in R0-RC mice. DNP treatment had minimal effects on the lipid and glucose metabolism of R0-DNP mice. It decreased plasma free fatty acids, but did not change other plasma lipids, inflammatory markers, glucose homeostasis, and the size of adipose depots. On the other hand, marked effects of DNP treatment on the tissue redox state were observed, namely, reduction in the generation of mitochondrial oxidative reactive species and in the liver content of carbonyl protein. The spontaneous atherosclerosis development was significantly reduced in the R0-DNP mice, independently other well established risk factors such as plasma cholesterol and inflammatory mediators. Therefore, the caloric restriction regimen is not indicated for the condition of familial hypercholesterolemia due to LDL receptor deficiency. On the other hand, DNP treatment, possibly via mild mitochondrial uncoupling, evidences the relevance of mitochondrial source of reactive oxygen for the atherosclerosis development independently of other risk factors