Adaptación metabólica y estructural de los tejidos mitóticos y postmitóticos a condiciones de retricción calórica en el ratón. Efecto del tipo de grasa en la dieta

Abstract

In this work it is analyzed the effect of aging and its possible prevention by calorie restriction (CR) in liver and skeletal muscle from mice. These organs were selected as models of mitotic and post-mitotic tissues, respectively. Furthermore, the effect of dietary fat under CR was also investigated. For this purpose, animals submitted to CR were separated into three CR groups with soybean oil (high in ω−6 polyunsaturated fatty acids), fish oil (with a high content of polyunsaturated ω-3 fatty acids) and lard (rich in saturated and monounsaturated fatty acids). Soybean oil was the fat source in control ad libitum fed animals. After 6 and 18 months of CR, animals were killed and different morphological and functional parameters of both organs were studied. In liver, our results show that CR induced changes in hepatocyte and mitochondrial size, in the volume fraction occupied by mitochondria, and in the number of mitochondria per hepatocyte. Also, mean number of mitochondrial cristae and lengths were significantly higher in all CR groups compared with controls. CR had no remarkable effects on the expression levels of fission (Fis1 and Drp1) and fusion (Mfn1, Mfn2 and OPA1) protein markers after 18 months of CR. However, considerable differences in many of these parameters were found when comparing the CR groups. On the other hand, aging, CR and fat source are all factors that may influence apoptotic signaling in liver. For this reason the combined effect of these factors on a number of apoptosis regulators and effectors were studied as well. An age-linked increase in the mitochondrial apoptotic pathway was detected with CR, including a decrease in Bcl-2/Bax ratio, an enhanced release of cytochrome c to the cytosol and higher caspase-9 activity. Apoptotic index (DNA fragmentation) and mean nuclear area were increased in aged animals with the exception of calorie-restricted mice fed a lard-based fat source. In skeletal muscle, 6 and 18 months of CR partially prevented the decreased size of red and white fibers observed in aged control mice. At the ultrastructural level, mean area of myofibrils and planimetric parameters of subsarcolemmal and intermyofibrilar mitochondria also changed during aging and in the different groups of CR and similar results were obtained when the expression levels of protein related to mitochondrial fission, fusion and function (Sirt3 and VDAC) were analyzed...En este trabajo se estudia el efecto del envejecimiento y su posible prevención mediante restricción calórica (RC) en hígado y músculo esquelético de ratón. Dichos órganos fueron elegidos como modelo de tejidos mitótico y postmitótico respectivamente. Asímismo se investigó el efecto de la grasa de la dieta. Para ello, los animales sometidos a RC se separaron en tres grupos que fueron alimentados con diferentes fuentes de grasa: aceite de soja (rico en ácidos grasos poliinsaturados tipo ω−6), aceite de pescado (rico en en ácidos grasos poliinsaturados tipo ω−3) y manteca (rica en ácidos grasos saturados y monoinsaturados). La fuente de grasa en los animals control alimentados ad libitum fue aceite de soja. Tras 6 y 18 meses en dichas condiciones, los animales fueron sacrificados y se analizaron diversos parámetros morfológicos y funcionales de ambos órganos. En hígado, los resultados mostraron que la RC indujo cambios en el tamaño de hepatocitos y las mitocondrias así como en el número y la fracción de volumen ocupado por mitocondrias en el hepatocito. De igual forma, en número medio de crestas mitocondriales y su longitud aumentaron de forma considerable en todos los grupos de RC en comparación con los animales control. La RC no tuve efectos considerables en los niveles de expresión de proteínas relacionadas con la fisión (Fis1 y Drp1) y fusión mitocondrial (Mfn1, Mfn2 y OPA1) tras 18 meses de RC. Sin embargo, éstas aparecieron al comparar entre sí los distintos grupos de RC. Por otra parte, el envejecimiento, la RC y la fuente de grasa son factores que pueden influir en la señalización apoptótica en hígado. Por dicha razón se estudió el efecto combinado de esos factores sobre diversos reguladores y efectores de la apoptosis, encontrándose un incremento dependiente de la edad en la ruta mitocondrial apoptótica en los animales sometidos a RC entre los que se incluyen disminución de la relación Bcl-2/Bax, aumento de la liberación de citocromo c al citosol e incremento en la actividad caspasa-9. El índice apoptótico (fragmentación de DNA) y el área media nuclear aumentaron en los animales más envejecidos con la excepción de los que fueron alimentados con manteca y en condiciones de RC. En músculo esquelético, 6 y 18 meses de RC previnieron en parte la disminución del tamaño de fibras rojas y blancas que se había observado en los ratones control. A nivel ultraestructural, el área media de las fibrillas y los..