Efeitos de diferentes tipos de dieta (hipoprotéica e hiperlipídica) sobre a atividade física espontânea e expressão hipotalâmica de genes relacionados à homeostase energética de camundongos

Abstract

The impact of an inactive lifestyle goes beyond obesity, evidencing the importance of studying mechanisms that regulate physical activity, classified as voluntary exercise (sports, academy) and spontaneous physical activity (SPA - routine activities), which can represent more than 50% of total daily energy expenditure. Recent studies have shown that diet can affect SPA. Thus, our goal was to characterize SPA and energy expenditure (EE) in mice fed isocalorically with a low protein -LP (6% protein) or high fat- HFD (34% fat) diet for 12 weeks. Two separated studies were performed. In study 1, we evaluated the effect of a calorie matched high -fat diet (34% fat) for 12 weeks on SPA and EE of 8 weeks-old C57Bl/6 mice. Compared to control group (C), mice fed with isocaloric amount of HFD had reduced SPA all over the experiment. The energy expenditure also decreased compared to C mice, resulting in a significant increase in body weight and fat pad weight. HFD animals showed postprandial hyperglycemia, hiperinsulinemia and increased plasma concentration of IL-6. Expression of Agrp, Bdnf, Opmr1, Adra2b, Pyy and Nts genes was altered in the hypothalamus of these mice, highlighting the downregulation of BDNF, a key regulator of energy homeostasis. In study 2 ; we evaluated SPA and hypothalamic insulin signalling in weaned or adult mice fed with LP. After 12 weeks, hypothalamic insulin sensitivity was not altered in both, Weaned -LP or Adult-LP, in relation to their control groups. LP diet did not affect the overall level of SPA regardless the age the diet was initiated. However, during all the experiment, W-LP mice showed a progressively disrupted light/dark pattern of activity, which was not reproduced in the A-LP. Distance travelled and average speed was affected in the same way. In conclusion, despite calorie-matched, HFD promoted increase in weight gain and can affect energy homeostasis by decreasing SPA and consequently EE. The substantial change in hypothalamic gene expression, caused by HFD, may be behind the reduction in SPA, which plays a key role in the energy balance. On the other hand, reducing the protein content of the diet did not change the overall SPA, EE and other parameters of activity. However, when offered in the weaning, LP diet disrupts the circadian pattern of activity, which may contribute to the late metabolic disorders observed in protein restriction animals.O impacto de um estilo de vida sedentário vai além da obesidade, evidenciando a importância do estudo de mecanismos que regulam a atividade física, classificada em exercício voluntário (esportes e academia) e atividade física espontânea -spontaneous physical activity - SPA (atividades rotineiras), que pode representar mais de 50% do gasto energético total diário. Estudos têm mostrado que a dieta pode afetar a SPA. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a SPA e o gasto energético (EE) de camundongos alimentados isocaloricamente com dieta hipoproteica, low protein - LP (6% de proteína) ou hiperlipídica, high fat diet ? HFD (34% de gordura). Para isso, 2 estudos foram realizados. No estudo 1, foi verificado o efeito da HFD, oferecida de maneira calórico equivalente, por 12 semanas, sobre a SPA e EE de camundongos C57BL/6 de 8 semanas de idade. Comparados com o grupo controle (C), animais HFD tiveram SPA reduzida durante todo o experimento. O EE também diminuiu em comparação ao grupo C, resultando em maior ganho de massa corporal e dos depósitos de gordura. Animais HFD apresentaram hiperglicemia pós-prandial, hiperinsulinemia e concentração plasmática de IL-6 aumentada. A expressão dos genes AgRP, BDNF, Opmr1, Adra2b, PYY e Nts foi alterada no hipotálamo destes animais, com destaque para a subexpressão do BDNF, regulador-chave da homeostase energética. No estudo 2, foi avaliada a SPA e a sinalização da insulina no hipotálamo de camundongos recém-desmamados (weaned) ou adultos, alimentados com dieta LP. Após 12 semanas, a sensibilidade hipotalâmica à insulina não foi alterada em ambos os grupos, Weaned-LP ou AdultLP, em relação aos seus grupos controle. A dieta LP não afetou o nível geral de SPA, independentemente da idade em que foi iniciada. Porém, dur ante todo experimento, camundongos W -LP apresentaram progressiva interrupção do padrão circadiano de atividade, o que não foi reproduzido no grupo A -LP. Distância percorrida e velocidade média, foram afetadas da mesma maneira. Em conclusão, mesmo ofertada de maneira isocalórica, a HFD promoveu aumento do ganho de peso e pode afetar a homeostase energética por diminuição da SPA e consequentemente do EE. A mudança substancial na expressão gênica hipotalâmica, causada pela HFD, pode estar por trás da redução da SPA, que tem papel chave no balanço energético. Por outro lado, a redução do teor de proteína da dieta não altera a SPA total, EE e outros parâmetros locomotores. Porém, quando oferecida no desmame, a dieta LP rompe o padrão circadiano de atividade, o que pode contribuir para os desarranjos metabólicos tardios observados em animais com restrição proteica.Dados abertos - Sucupira - Teses e dissertações (2013 a 2016