Erva-mate (Ilex paraguariensis) como método alternativo para o tratamento de obesidade em ratos Wistar : efeitos sobre o colo proximal

Abstract

RESUMO: A obesidade, segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS) é caracterizada como uma doença crônica, ocasionada pelo consumo excessivo de calorias e um estilo de vida sedentário. Estudos comprovam que a obesidade é complexa e multifatorial, envolvendo fatores, históricos, ecológicos, políticos, socioeconômicos, psicossociais, biológicos e culturais, sendo que os fatores relacionados ao estilo de vida são os mais estudados. Como formas de tratamento para obesidade, pode-se incluir mudanças no estilo de vida como restrição alimentar, atividade física e/ou terapia medicamentosa. Atualmente, vários medicamentos antiobesidade estão aprovados e disponíveis, mas esses medicamentos variam em sua eficácia e perfis de efeitos colaterais. Formado por ceco, colo proximal, colo distal, reto e ânus, o intestino grosso de roedores desempenha diversas funções, incluindo absorção de água, fermentação, formação de massa fecal e produção de muco. Estudos destacam que a obesidade tem uma conexão consistente com indicadores inflamatórios, podendo alterar a microbiota intestinal, e diferentes tipos de dieta, principalmente as que induzem a obesidade podem causar alterações nas túnicas da parede intestinal, interferindo no seu funcionamento. Diante do exposto e considerando a obesidade induzida por meio de dieta rica em carboidratos simples (DRCS) em ratos Wistar, nos propomos a avaliar se a erva-mate, de grande consumo no país, poderia ser um método alternativo para o tratamento de obesidade e comparar com respostas obtidas a partir do medicamento Orlistat e da condição de restrição alimentar. Metodologia: Foram utilizados 54 Rattus norvegicus da linhagem Wistar, machos. Todos os procedimentos experimentais foram aprovados pela CEUA-UEM. Os animais foram divididos em 6 grupos (n=9): Controle (CN): alimentação com ração padrão para roedores (dos 25 aos 125 dias) + água ad libitum; Controle + Erva-Mate (CN-EM): alimentação com ração padrão para roedores (dos 25 aos 125 dias) + extrato aquoso de erva-mate ad libitum (dos 75 aos 125 dias); Obeso (OB): alimentação com DRCS (dos 25 aos 125 dias) + água ad libitum; Obeso + Erva-Mate (OB-EM): alimentação com DRCS (dos 25 aos 125 dias) + extrato aquoso de erva-mate ad libitum (dos 75 aos 125 dias); Obeso+ Orlistat (OB-OR): alimentação com DRCS (dos 25 aos 125 dias) + Orlistat (10 mg/kg) (dos 75 aos 125 dias); Obeso + Restrição Alimentar (OBRA): alimentação com DRCS (dos 25 aos 125 dias) + alimentação com ração padrão para roedores (restrição alimentar de 20%) (dos 75 aos 125 dias). Na quinzena anterior a eutanásia, durante 5 dias, os animais foram isolados em caixas de polipropileno das 19h às 7h do dia seguinte para avaliação do fenótipo de fezes e tempo de trânsito gastrointestinal. Aos 125 dias de idade, os animais foram eutanasiados após jejum noturno por aprofundamento de anestesia (Ketamina 90 mg/kg + Xilazina 9 mg/kg, intraperitoneal), sendo coletado sangue por punção cardíaca para dosagens plasmáticas de transaminase glutâmico-oxalacética (TGO-AST), transaminase glutâmico-pirúvica (TGP-ALT), colesterol total (CT), lipoproteína de alta densidade (HDL), e muito baixa densidade (VLDL), triglicerídeos (TG), proteínas totais (PT) e cálculo do índice aterogênico (CT/HDL). A glicemia foi determinada com tiras-teste e glicosímetro e expressa como mg/dL. O intestino grosso foi retirado, após mensuração do seu comprimento, o colo proximal foi isolado, mensurado no comprimento e largura e fixado para processamento histológico. Os tecidos adiposos mesentérico, retroperitoneal e periepididimal foram pesados separadamente e a somatória dos pesos utilizada para estimar o peso do tecido adiposo visceral. Foram realizadas análises morfológicas e morfométricas das túnicas mucosa e muscular do colo proximal em cortes histológicos corados com Hematoxilina-Eosina. Para evidenciação de mucinas ácidas, foram realizadas análises histoquímicas com Alcian Blue (pH 1,0 e 2,5) e para evidenciação de mucinas neutras com Ácido Periódico de Schiff (PAS). Também foi avaliada a população NADH-diaforase+ (densidade neuronal e perfil celular). A normalidade dos dados foi analisada pelo teste de Shapiro-Wilk. Dados não paramétricos foram submetidos ao teste de Kruskal-Wallis seguido pelo pós-teste de Dunn's e dados paramétricos submetidos à Análise de Variância (One-way ANOVA) seguida pelo pós-teste de Tukey. A significância dos dados foi de 5%. Resultados e Discussão: Animais obesos (OB) quando comparados ao grupo controle (CN) demonstraram aumento na massa corporal final, e nos depósitos de tecido adiposo retroperitoneal, periepididimal e visceral, comprovando a indução de obesidade. No grupo obeso que consumiu erva-mate (OB-EM), houve redução do tecido adiposo visceral quando comparados aos obesos (OB). A estratégia de restringir a alimentação em 20% (OB-RA), mostrou-se efetiva pois reduziu a massa corporal final, índice de Lee e as massas dos tecidos adiposos retroperitoneal, periepididimal e visceral comparado aos animais obesos. O perfil bioquímico de ratos alimentados com DRCS (OB), indicam aumento nos níveis de triglicerídeos, colesterol VLDL e Índice Aterogênico com redução do colesterol HDL em relação ao grupo controle. Os animais que receberam Orlistat (OB-OR) apresentaram aumento de triglicerídeos e colesterol VLDL comparado ao grupo obeso. A restrição alimentar (OB-RA) foi a única estratégia capaz de reduzir triglicerídeos e colesterol VLDL, comparado aos animais do grupo OB. Nos grupos OB e OB-OR o Índice Aterogênico foi maior quando comparado ao controle. As transaminases avaliadas TGO-AST e especificamente TGP-ALT, mostraram comportamento diferenciado entre os grupos, porém todos os níveis encontravam-se dentro da faixa de referência para ratos Wistar. Os grupos CN e CN-EM apresentaram menor tempo de trânsito gastrointestinal, enquanto o grupo OB-EM apresentou o maior tempo. A obesidade reduziu a quantidade, massa úmida, massa seca, diferença entre a massa úmida e seca e a largura dos pellets fecais em relação ao grupo controle. Entre as estratégias de tratamento, a restrição alimentar demonstrou maior diferença em comparação aos animais do grupo obeso, aproximando-se ao obtido para o grupo controle (CN). A biometria do intestino grosso e colo proximal foi mantida entre os grupos. A morfologia do colo proximal foi preservada entre os grupos e mantida a espessura das túnicas mucosa e muscular externa. O índice de células caliciformes produtoras de mucinas ácidas (pH 1,0) na mucosa colônica dos animais obesos (DRCS) estava reduzido em relação aos animais do grupo controle, essa redução também ocorreu no grupo OB-EM comparado ao grupo CN-EM e também no OB-OR quando comparados aos grupos CN e CN-EM. No grupo com restrição alimentar (OB-RA), ocorreu aumento no índice de caliciformes, que voltaram a receber dieta padrão a partir dos 75 dias de idade. No pH 2,5, as mucinas ácidas da mucosa colônica dos animais OB-OR apresentavam-se reduzidas em relação aos grupos CN e CN-EM. Também houve redução no índice de células caliciformes produtoras de mucinas neutras (PAS+), onde o grupo OB-EM apresentou redução no índice em relação ao grupo CN, e animais do grupo OB-OR em relação ao grupo CN e CNEM. Já, nos animais do grupo OB-RA este índice foi aumentado nos animais do grupo OB, OBEM e OB-OR. Houve uma redução significativa no número de neurônios mioentéricos/cm2 NADH-d+ dos grupos obesos e obesos Orlistat em relação ao grupo CN-EM. Os demais grupos não apresentaram diferença significativa em relação ao número de neurônios, apenas tendência de maior densidade para os animais que se alimentaram de ração padrão (CN) e ração padrão dos 75 aos 125 dias (OB- RA). À semelhança da densidade neuronal, constatou-se efeito redutor no perfil celular neuronal decorrente da obesidade (OB) em relação aos animais do grupo CN e CN-EM. Os animais do grupo OB-EM e OB-OR mantiveram a redução comparados ao grupo controle. Diferentemente, os animais do grupo OB-RA apresentaram aumento na área do perfil celular em relação aos animais do grupo OB e OB-OR. Conclusão: Das estratégias utilizadas para controle da obesidade, a restrição alimentar se mostrou mais efetiva e promissora. Houve efeito positivo do consumo do extrato aquoso de erva-mate na redução dos depósitos de tecido adiposo

ABSTRACT: Introduction: Obesity, according to the World Health Organization (WHO), is characterizedas a chronic disease, caused by excessive consumption of calories and a sedentary lifestyle. Studies prove that obesity is complex and multifactorial, involving several factors, including historical, ecological, political, socioeconomic, psychosocial, biological and cultural factors, and factors related to lifestyle are the most studied. Forms of treatment for obesity may include dietary restriction, physical activity, and/or drug therapy. Currently, several anti-obesity drugs are approved and available, but these drugs vary in their effectiveness and side effect profiles. Formed by the cecum, proximal colon, distal colon, rectum, and anus, the large intestine of rodents performs several functions, including water absorption, fermentation, fecal mass formation, and mucus production. Studies highlight that obesity has a consistent connection with inflammatory indicators, which can alter the intestinal microbiota, and different types of diet, especially those that induce obesity can cause changes in the tunics of the intestinal wall, interfering with its functioning. In view of the above and considering obesity induced by means of a diet rich in simple carbohydrates (DRCS) in Wistar rats, we propose to evaluate whether yerba mate, widely consumed in the country, could be an alternative method for the treatment of obesity and compare it with responses obtained from the drug Orlistat and the condition of dietary restriction. Methodology: A total of 54 male Rattus norvegicus of the Wistar strain were used. All experimental procedures were approved by CEUA-UEM. The animals were divided into 6 groups (n=9): Control (NC): feeding with standard rodent diet (from 25 to 125 days) + water ad libitum. Control + Yerba Mate (CN-MS): feeding with standard rodent feed (from 25 to 125 days) + aqueous extract of yerba mate ad libitum (from 75 to 125 days). Obese (OB): feeding with DRCS (from 25 to 125 days) + water ad libitum; Obese + Yerba Mate (OBMS): feeding with DRCS (from 25 to 125 days) + aqueous extract of yerba mate ad libitum (from 75 to 125 days). Obese + Orlistat (OB-OR): feeding with DRCS (from 25 to 125 days) + Orlistat (10 mg/kg) (from 75 to 125 days). Obese + Feed Restriction (OB-RA): feeding with DRCS (from 25 to 125 days) + feeding with standard rodent feed (20% feed restriction) (from 75 to 125 days). In the fortnight prior to euthanasia for 5 days, the animals were isolated in polypropylene boxes from 7 pm to 7 am the following day to evaluate the fecal phenotype and gastrointestinal transit time. At 125 days of age, the animals were euthanized after overnight fasting by deepening anesthesia (Ketamine 90 mg/kg + Xylazine 9 mg/kg, intraperitoneal), and blood was collected by cardiac puncture for plasma measurements glutamic-oxaloacetic transaminase (TGO-AST), glutamic-pyruvic transaminase (TGP-ALT), total cholesterol (TC), 13 high-density lipoprotein (HDL), and very low-density (VLDL), triglycerides (TG), total proteins (TP) and calculation of the Atherogenic Index (TC/HDL). Blood glucose wasdetermined with test strips and a glucometer and expressed as mg/dL. The large intestine was removed, after measuring its length, the proximal colon was isolated, measured in length and width, and fixed for histological processing. The mesenteric, retroperitoneal and periepididymal adipose tissues were weighed separately and the sum of the weights was used to estimate the weight of the visceral adipose tissue. Morphological and morphometric analyses of the túnica mucosa and tunica muscularis of the proximal cervix were carried out on histological sections stained with Hematoxylin-Eosin. Histochemical analyses were performed with Alcian Blue (pH 1.0 and 2.5) and neutral mucins with PAS+. The NADH-diaphorase+ myenteric population (neuronal density and cell profile) was also evaluated. The normality of the data was analyzed using the Shapiro-Wilk test. Non-parametric data was submitted to the Kruskal-Wallis test followed by Dunn's post-test and parametric data. Was submitted to Analysis of Variance (Oneway ANOVA) followed by Tukey's post-test. The significance level of the data was set at 5%. Results and Discussion: Obese animals (OB), when compared to the control group (CN), showed an increase in final body mass and in retroperitoneal, periepididymal, and visceral fat deposits, confirming the induction of obesity. In the obese group that consumed yerba mate (OB-EM), there was a reduction in visceral adipose tissue when compared to the obese group. The strategy of restricting food intake by 20% (OB-RA), proved to be effective as it reduced final body mass, Lee's index and the masses of retroperitoneal, periepididymal and visceral adipose tissue compared to obese animals. The biochemical profile of rats fed with HFHS diet (OB) indicated an increase in triglyceride levels, VLDL cholesterol, and Atherogenic Index, along with a reduction in HDL cholesterol compared to the control group. Food restriction (OBRA) was able to reduce triglyceride and VLDL cholesterol levels compared to the OB group. Animals that received Orlistat (OB-OR) showed an increase in triglycerides and VLDL cholesterol compared to the obese group. In the obese and OB-OR groups, the Atherogenic Index was higher when compared to the control. The transaminases TGO-AST and specifically TGP-ALT showed differentiated behavior between the groups, but all levels were within the reference range for Wistar rats. The CN and CN-EM groups had a shorter gastrointestinal transit time, while the OB-EM group had the longest time. Obesity reduced the quantity, wet mass, dry mass, difference between wet and dry mass, and width of fecal pellets compared to the control group. Among the treatment strategies, food restriction demonstrated the greatest difference compared to obese group animals, approaching that observed in the control group. The biometric measurements of the large intestine and proximal colon were maintained among the groups. The morphology of the proximal colon was preserved among the groups, and the thickness of the mucosal and external muscular layers was maintained. The index of goblet cells producing acidic mucins (pH 1.0) in the colonic mucosa of obese animals (HFHS) was reduced compared to animals in the control group; this reduction also occurred in the OB-EM group compared to the CN-EM group and in the OB-OR group when compared to the CN and CNEM groups. In the group with food restriction (OB-RA), there was an increase in the goblet cell index, which returned to standard diet from 75 days of age. At pH 2.5, the acidic mucins in the colonic mucosa of the OB-OR animals were reduced in the goblet cell index compared to the CN group and the CN-EM group. There was also a reduction in the goblet cell index for neutral mucin producers (PAS+), where the OB-EM group showed a reduction in the index compared to the CN group, and the OB-OR group compared to the CN and CN-EM groups. On the Other hand, in the OB-RA group, this index increased compared to the OB, OB-EM, and OB-OR groups. There was a significant reduction in the number of NADH-d+ myenteric neurons/cm² in the obese and Orlistat obese groups compared to the CN-EM group. The other groups did not show a significant difference in the number of neurons, only a trend towards higher density for animals fed standard diet (CN) and standard diet from 75 to 125 days (OB-RA). Similar to neuronal density, a reductive effect on neuronal cell profile due to obesity (OB) was observed compared to the CN and CN-EM groups. The OB-EM and OB-OR groups maintained this reduction compared to the control group. In contrast, the OB-RA group showed an increase in neuronal cell profile area compared to the OB and OB-OR groups. Conclusion: Of the strategies used for obesity control, food restriction was the most effective and promising alternative. There was a positive effect from consuming aqueous yerba mate extract in reducing adipose tissue deposits