Hipertrofia de adipócitos viscerais : um evento inicial subjacente a distúrbios metabólicos em ratas ovariectomizadas é prevenido por agnosídeo, um fitoestrógeno do Vitex agnus-castus

Abstract

RESUMO: Na pós-menopausa, há um padrão central de distribuição de gorduras e hipertrofia de adipócitos, ambos os fatores predisponentes da resistência à insulina (RI) e esteatose hepática (non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD). De fato, a hipertrofia de adipócitos viscerais produz diversas disfunções fisiológicas, incluindo aumento da lipólise, com maior influxo de ácidos graxos diretamente na veia porta, sobrecarregando o fígado e levando ao acúmulo de triacilgliceróis (TAG) no citosol dos hepatócitos. Com o intuito de amenizar as comorbidades associadas à pós-menopausa, novas terapias estão sendo estudadas. Neste contexto, nosso grupo de pesquisa tem investigado o efeito de várias substâncias naturais e sintéticas, dentre elas, o Vitex agnus-castus (VAC). Em um trabalho realizado recentemente, ratas ovariectomizadas (OVX) foram tratadas com dois extratos de VAC, bruto ou enriquecido em agnosídeo (AGN), e foi observado que o tratamento com o extrato enriquecido em AGN foi efetivo em reverter várias desordens no metabolismo de lipídios e em reduzir a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Uma questão que surgiu à época foi a de que estes efeitos poderiam ter sido o resultado de ações sinérgicas de outros compostos ainda presentes neste extrato. Assim, o objetivo deste trabalho foi, primeiramente, realizar uma revisão sobre as correlações existentes entre adiposidade e hipertrofia de adipócitos viscerais, RI, NAFLD e dislipidemias envolvidos na síndrome metabólica (MSyn, metabolic syndrome) e de que maneiras a deficiência estrogênica poderia agravar estas desordens metabólicas. Além disso, utilizando o mesmo modelo de ratas OVX, investigamos a possibilidade de atenuação destas alterações metabólicas tratando estes animais com o AGN puro. Para o desenvolvimento do artigo de revisão, realizou-se uma pesquisa bibliográfica da literatura disponível em inglês sobre o objetivo geral deste estudo, usando os bancos de dados PubMed e Web of Science. As palavras-chaves utilizadas foram dislipidemia, hipertrofia de adipócitos, pós-menopausa, síndrome metabólica, NAFLD e microbiota intestinal (GM, gut microbiota). Ratas Wistar OVX foram utilizadas como modelos animais de síndrome metabólica na pós-menopausa e tratadas com AGN. Foram avaliados os tamanhos dos adipócitos viscerais e subcutâneos, a sensibilidade à insulina periférica, a ocorrência de NAFLD e o estado redox do fígado. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos de ratas controle (sham-operadas; CON) e OVX tratadas com doses diárias de AGN (0.042 mg/Kg de peso corporal (PC); OVX+AGN). 1) Após 13 semanas, as ratas OVX apresentaram maior ganho de peso corporal, aumento da adiposidade com hipertrofia de adipócitos, hiperinsulinemia e NAFLD. Sem alterações na ingestão alimentar. 2) O tratamento com AGN foi efetivo em reduzir os depósitos de gorduras viscerais e o tamanho de seus adipócitos. Entretanto, isto não foi observado no depósito de gordura subcutânea. 3) As ratas tratadas com AGN tiveram uma melhora na tolerância à glicose. 4) As ratas OVX apresentaram aumentados níveis de TAG e VLDL séricos e o tratamento com AGN intensificou este aumento. 5) O tratamento reverteu parcialmente a NAFLD. 6) Ao avaliar a oxidação mitocondrial dos AGs, observou-se uma redução na oxidação do palmitoil-CoA tanto nas ratas OVX não tratadas, quanto tratadas com AGN. 7) Os animais OVX apresentaram maior geração mitocondrial de H2O2, maior conteúdo de proteínas carboniladas mitocondriais, redução nos conteúdos de glutationa reduzida (GSH) e nas atividades das enzimas nicotinamida nucleotídeo transidrogenase (NNT) e glutationa peroxidase 1 (GPx1). O tratamento conseguiu reduzir parcialmente a geração mitocondrial de H2O2 bem como o conteúdo de proteínas carboniladas mitocondriais e restaurou a atividade das enzimas NNT e GPx1. 8) O estado redox do fígado de ratas OVX sofreu uma piora considerável, conforme observado pelos baixos níveis citosólicos de GSH, menores atividades das enzimas glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PD) e glutationa peroxidase 3 (GPx3) e níveis aumentados de proteínas carboniladas e de peroxidação lipídica. O tratamento foi eficaz em recuperar parcialmente a atividade da G6PD e completamente a atividade da GPx3, além disso, foi eficaz em reduzir os níveis de proteínas carboniladas e peroxidação lipídica. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram uma forte relação entre o diâmetro dos adipócitos viscerais e a tolerância à glicose, NAFLD e dislipidemia em ratas OVX. Também foi demonstrado que as ações do AGN puro, foram semelhantes ao estrogênio na reversão de vários distúrbios metabólicos, a maioria dos quais poderia resultar de sua ação primária na redução dos diâmetros dos adipócitos viscerais. Além disso, o AGN promoveu uma melhora no estado redox do fígado ao contrário de outros derivados de plantas, utilizados por mulheres no tratamento dos sintomas da pós-menopausa e aos quais os efeitos hepatotóxicos foram atribuídos. Alguns efeitos do AGN, em especial sobre o metabolismo lipídico, foram menos poderosos do que os relatados por nós, para o extrato de VAC enriquecido em AGN, provavelmente porque neste, outros compostos poderiam estar atuando sinergicamente com o AGN. Conclui-se que há uma forte relação entre a hipertrofia de adipócitos viscerais com tolerância à glicose, hiperinsulinemia e NAFLD, neste modelo animal de deficiência estrogênica. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que os efeitos benéficos do AGN sejam decorrentes de sua ação primária em reduzir diâmetro de adipócitos viscerais

ABSTRACT: In postmenopausal, there is a central pattern of fat distribution and hypertrophy adipocytes, both predisposing factors of insulin resistance (IR) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). In fact, the hypertrophy of visceral adipocytes produces several metabolic dysfunctions, including increased lipolysis, with greater amounts of fatty acid being released directly in the portal vein, overloading the liver and leading to the accumulation of triacylglycerols (TAG) in the citosol of hepatocytes. In order to ameliorate postmenopausal comorbidities, new therapies have been studied. In this context, our team has investigated the effect of various substances, natural and synthetic, among them, the Vitex agnus-castus (VAC). In a study performed recently, ovariectomized (OVX) rats were treated with crude or AGN-enriched extracts of VAC and we could observe that the last one was effective in reversing several disorders on lipid metabolism and reducing the reactive oxygen species (ROS) production. An issue that arose at that time was that these effects could have been the result of other compounds that could be acting synergistically with AGN. In this way, the purposes of this work was, firstly, to perform a review about the relationship between adiposity and visceral adipocytes hypertrophy, IR, NAFLD and dyslipidemias involved in the metabolic syndrome (MSyn) and how much and what ways the estrogen deficiency could aggravate these metabolic disturbances. In addition, using the same animal model of OVX rats, we investigated the possibility of attenuation of these metabolic alterations by AGN. For the development of the review article, a bibliographical research was conducted on the literature available in English on the purpose of this study, using the PubMed and Web Science databases. The keywords used were dyslipidemia, adipocyte hypertrophy, postmenopausal, MSyn, NAFLD and gut microbiota (GM). OVX Wistar rats were used as animal models of postmenopausal metabolic syndrome. The visceral and subcutaneous adipocyte sizes, the peripheral insulin sensitivity and the occurrence of NAFLD as well liver oxidative damage, were evaluated. The results were compared with those obtained from control (sham-operated; CON) and OVX rats treated with daily doses of AGN (0.042 mg/Kg de BW; OVX+AGN). 1) After 13 weeks, OVX rats presented higher body weight gain, increased adiposity with hypertrophy adipocyte, Hyperinsulinemia and NAFLD. There were no alterations in food intake. 2) AGN treatment was effective in reducing the visceral deposits fat and the size of its adipocytes. However, this was not observed in the inguinal fat. 3) OVX+AGN rats exhibited an improvement in glucose tolerance. 4) OVX rats presented an increased in the TAG and VLDL levels and the treatment with AGN further increased these levels. 5) The treatment with AGN partially reversed NAFLD. 6) When evaluating the mitochondrial oxidation of FA, a reduction in palmitoyl-CoA oxidation was observed in both OVX and OVX+AGN rats. 7) The OVX animals showed a higher mitochondrial H2O2 generation, higher contents of mitochondrial carbonylated proteins, decreases in reduced glutathione (GSH) contents and in the activities of the nicotinamide nucleotide transhydrogenase (NNT) and glutathione peroxidase 1 (GPx1) enzymes. The treatment partially reduced the mitochondrial H2O2 generation, as well as, the content of mitochondrial carbonylated proteins and restored the activity of the NNT and GPx1 enzymes. 8) The general liver redox state of OVX rats suffered a considerable worsening, as could be observed by the reducing in the cytosolic GSH levels, in the activity of the glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD) and glutathione peroxidase 3 (GPx3) enzymes, and increased levels of carbonylated proteins and lipid peroxidation. Treatment was effective in partially recovering the G6PD activity and completely recovering the GPx3 activity, in addition, it was effective in reducing the levels of carbonylated proteins and lipid peroxidation. The results obtained in the current work demonstrated a strong relation between the diameter of visceral adipocytes and glucose tolerance, NAFLD and dyslipidemia in OVX rats. There were also demonstrated that actions of pure AGN are similar to estrogen action in the reversal of various metabolic disorders, most of them was a consequence of its primary action in reducing the diameters of visceral adipocytes. Besides, AGN promoted an overall improvement on the liver redox state, on the contrary of other plant derivatives, used by women in the treatment of menopausal symptoms, and to which the hepatotoxic effects have been attributed. Some effects of AGN, especially on lipid metabolism, were less powerful than those reported by us for AGN-enriched VAC extract, probably because other compounds could be acting synergistically with AGN. It is concluded that there was a strong relationship between visceral adipocyte hypertrophy with glucose tolerance, hyperinsulinemia and NAFLD in this animal model of estrogen deficiency. The results obtained in this work suggest that the beneficial effects of AGN could be mainly due its primary action in reducing the visceral adipocytes size