Participação de receptores nicotínicos de acetilcolina alfa-7 (α7nAChR) na prevenção de danos metabólicos e inflamação hipotalâmica causados pelo consumo de dieta rica em gordura saturada

RESUMO

INTRODUÇÃO: O consumo elevado de dietas hiperlipídicas, conhecidas como high fat diet (HFD) tem sido associado a inflamação crônica de baixo grau, desequilíbrio da homeostase e complicações metabólicas [1]. Além dos distúrbios metabólicos em órgãos e tecidos periféricos, as alterações inflamatórias podem afetar diferentes regiões do Sistema Nervoso Central (SNC) e áreas que participam de mecanismos importantes no controle da homeostase energética, como o hipotálamo [2,3]. Neste sentido, alguns mecanismos são ativados na tentativa de minimizar danos aos sistemas e tecidos. Dentre esses mecanismos, é relatada a participação da via colinérgica anti-inflamatória envolvendo a ativação de receptores colinérgicos, como o receptor nicotínico de acetilcolina do tipo alfa-7 (α7nAChR) [4,5].

OBJETIVOS: O objetivo do presente trabalho foi investigar a participação de receptores α7nAChR na prevenção de danos metabólicos e inflamação hipotalâmica causados pelo consumo de dieta rica em gordura saturada.

MÉTODOS: Foram utilizados camundongos knockout α7nAChR (Chrna7-/-) e wildtype (WT), machos e fêmeas com 6 semanas de idade que consumiram HFD ou dieta controle (ND) por 4 semanas. Foram coletados dados de ganho de peso semanal, peso acumulado e adiposidade. A homeostase glicêmica foi avaliada por meio do teste de tolerância a glicose (GTT), teste de tolerância a insulina (ITT) e glicemia de jejum. Avaliamos o consumo de oxigênio (VO2), produção de dióxido de carbono (VCO2) e a razão produção de dióxido de carbono e consumo de oxigênio (VCO2/VO2). A resposta inflamatória do hipotálamo foi avaliada pela análise de expressão gênica de fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), interleucina-1β (IL-1β), interleucina-6 (IL-6), Interleucina-10 (IL-10) e fractalquina (CX3CL1). Também foi analisada e ingestão alimentar por 24 horas após o período experimental e a expressão gênica de neuropeptídeos hipotalâmicos como pró-opiomelanocortina (POMC), transcrito relacionado à cocaína e à anfetamina (CART), neuropeptídio Y (NPY) e proteína relacionada à Agout (AgRP) para animais machos submetidos a HFD. Para a análise estatística foi utilizado ANOVA de uma ou duas vias para médias de quatro grupos e teste t-Student para médias de dois grupos, com p < 0.05 e os resultados apresentados em desvio padrão (±DP).

RESULTADOS: Camundongos knockout machos que consumira HFD (Chrna7-/- + HFD) apresentaram maior ganho de peso e peso acumulado ao final de 4 semanas de intervenção quando comparados aos seus controles knockout com dieta padrão e wildtype dieta hiperlipídica (Chrna7-/- + ND e WT+ HFD, respectivamente). Além disso, animais Chrna7-/- + HFD também apresentaram maior massa de tecido adiposo retroperitoneal e epididimal. Camundongos fêmeas não apresentaram alterações no ganho de peso ou peso acumulado, mas apresentaram aumento de massa de tecido adiposo retroperitoneal em ambos os grupos submetidos a HFD (WT+ HFD e Chrna7-/- + HFD), sem diferenças nos demais tecidos analisados. No estímulo periférico com glicose (GTT), camundongos machos Chrna7-/- + HFD apresentaram maior área sob a curva. Ao avaliar a glicemia de jejum, também apresentaram valores mais elevados, quando comparados aos demais grupos. Ao serem estimulados com insulina (ITT), os grupos submetidos a HFD (WT+ HFD e Chrna7-/- + HFD) tiveram maior área sob a curva comparados aos grupos com dieta padrão (WT+ ND e Chrna7-/- + ND). No estímulo com glicose, fêmeas Chrna7-/- + HFD apresentaram diferença apenas quando comparado com grupo WT+ HFD e glicemia de jejum elevada nos grupos expostos a HFD quando comparados aos grupos com dieta padrão. No estímulo com insulina, fêmeas Chrna7-/- + HFD apresentaram maior área sob a curva quando comparados a animais Chrna7-/- + ND. Análises de dados obtidos por calorimetria indireta demonstraram que camundongos machos Chrna7-/- + HFD apresentaram maior consumo de oxigênio (VO2) e menor valor da razão entre as trocas respiratórias (RER), comparados ao grupo WT + HFD. Camundongos fêmeas Chrna7-/- + HFD apresentaram menor valor em RER, quando comparados aos seus controles WT + HFD, sendo que não foram encontradas diferenças nos valores de VO2 e VCO2. Ao avaliar a expressão gênica de citocinas no hipotálamo, camundongos machos Chrna7-/- + HFD apresentaram aumento de TNF-α, IL-1β e IL-6, quando comparado ao grupo WT+ HFD. Fêmeas não apresentaram diferença nas citocinas analisadas. Adicionalmente, avaliamos a ingestão alimentar e a expressão gênica de neuropeptídios hipotalâmicos em camundongos machos Chrna7-/- + HFD e WT + HFD, onde animais Chrna7-/- + HFD apresentaram redução da expressão gênica de POMC e aumento do consumo alimentar.

CONCLUSÃO: Em conjunto, nossos dados apontam que camundongos machos com a deleção de α7nAChR (Chrna7-/-) estão mais susceptíveis a prejuízos metabólicos relacionados ao consumo de HFD, tais como ganho de peso, aumento de tecido adiposo, alterações no metabolismo glicídico, inflamação hipotalâmica, alteração na expressão gênica de POMC e hiperfagia. Tais alterações não foram observadas em camundongos fêmeas Chrna7-/- expostas a HFD, sugerindo que exista dimorfismo sexual nos efeitos da deleção do receptor nos parâmetros investigados.

BIBLIOGRAFIA: [1] ABBASNEJAD, Z. et al. Time-course study of high fat diet induced alterations in spatial memory, hippocampal JNK, P38, ERK and Akt activity. Metabolic Brain Disease, v. 34, n. 2, p. 659–673, 14 abr. 2019. [2] ARAÚJO, E. P.; TORSONI, M. A.; VELLOSO, L. A. Hypothalamic Inflammation and Obesity. Vitamins and Hormones, v. 82, p. 129–143, 1 jan. 2010. [3] DE SOUZA, C. T. et al. Consumption of a Fat-Rich Diet Activates a Proinflammatory Response and Induces Insulin Resistance in the Hypothalamus. Endocrinology, v. 146, n. 10, p. 4192–4199, 1 out. 2005. [4] ROSAS-BALLINA, M.; TRACEY, K. J. Cholinergic control of inflammation. Journal of Internal Medicine, v. 265, n. 6, p. 663–679, jun. 2009. [5] WANG, H. et al. Nicotinic acetylcholine receptor α7 subunit is an essential regulator of inflammation. Nature, v. 421, n. 6921, p. 384–388, 22 jan. 2003.

PALAVRA-CHAVE: HFD; hipotálamo; resposta colinérgica; α7nAChR.