Publication: Participação do fator de crescimento de fibroblastos-23 (FGF-23) no estresse oxidativo, no metabolismo energético, alterações morfológicas e funcionais cardíacas associadas à suplementação de vitamina D em ratos
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Date
Authors
Advisor
Paiva, Sergio A.R. de 
Santos, Priscila Portugal
Coadvisor
Graduate program
Fisiopatologia em Clínica Médica - FMB
Undergraduate course
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Type
Doctoral dissertation
Access right
Acesso aberto
Abstract
Abstract (portuguese)
A deficiência/insuficiência de vitamina D tem aumentado nos últimos anos e tornou-se problema mundial de saúde pública. Além do raquitismo, a deficiência de vitamina D também está associada com maior risco de desenvolver câncer, doenças imunológicas e, inclusive, doenças cardiovasculares. Estes fatores têm incentivado o uso indiscriminado da suplementação de vitamina D na população saudável. Suplementação de vitamina D, em altas doses, promove estresse oxidativo, inflamação, apoptose, altera o metabolismo energético, morfologia e função cardíaca. Adicionalmente, esta suplementação aumenta a concentração sérica de fósforo, que pode estimular a liberação do fator de crescimento de fibroblasto-23 (FGF-23). Esta maior concentração sérica de FGF-23 pode estar associada à remodelação cardíaca. Outros autores sugerem que a ação do FGF-23 no coração ocorre por meio da via de sinalização calcineurina/fator nuclear das células T ativadas (NFAT). Desta maneira, a menor fosfatemia, promovida pelo uso de sevelamer, poderia atenuar as alterações cardíacas provocadas pela suplementação de vitamina D. Assim, o objetivo deste trabalho é verificar se o tratamento com sevelamer diminui a concentração de FGF-23 e, consequentemente, atenua a remodelação cardíaca, decorrente da suplementação de vitamina colecalciferol, em altas doses. Foram utilizados 169 ratos machos da raça Wistar alocados em seis grupos: 1) Grupo controle alimentado com ração padrão (C, n=27); 2) Grupo controle + 3% de sevelamer (C+S, n=26); 3) Grupo suplementado com 3.000UI de colecalciferol/kg de ração (VitD 3, n=29); 4) Grupo suplementado com 3.000UI de colecalciferol/kg de ração + 3% de sevelamer (VitD 3+S, n=29); 5) Grupo suplementado com 10.000UI de colecalciferol/kg de ração (VitD 10, n=29); 6) Grupo suplementado com 10.000UI de colecalciferol/kg de ração + 3% de sevelamer (VitD 10+S, n=29). Após quatro meses, os animais foram submetidos à dosagem de fósforo urinário e avaliação ecocardiográfica. Em seguida foram eutanasiados para coleta de material biológico para realização das análises histológicas, bioquímicas e moleculares. Os dados foram apresentados em média ± desvio ou erro padrão. Para análise estatística foi utilizado o teste ANOVA de duas vias e, para avaliar resposta dose depentende da suplementação de vitamina D, foi realizado o teste de Correlação de Spearman (corrigido por Bonferroni). O nível de significância adotado foi de 5%. Os animais suplementados com colecalciferol apresentaram maior concentração sérica de cálcio, fósforo e 25(OH)D3. Adicionalmente, no miocárdio destes animais, verificamos maior expressão de proteína de interação com a tioredoxina (TXNIP), menor atividade das enzimas antioxidantes (catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase), modificações no metabolismo energético e alterações morfológicas (maior área seccional do miócito e porcentagem de colágeno). Nos animais que receberam adição de sevelamer observamos maior concentração sérica de cálcio, menor concentração de FGF-23 e menor excreção urinária de fósforo. Também verificamos maior expressão de calcineurina, menor estresse oxidativo (menor concentração de hidroperóxido de lipídeo e maior catalase) e modificação no metabolismo energético no miocárdio destes animais. Além disso, os animais tratados com sevelamer apresentaram alterações morfológicas (maior diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo e maior índice de massa do ventrículo esquerdo) e funcionais (menor tempo de desaceleração da onde E mitral) observadas no estudo ecocardiográfico. Assim, podemos concluir que a suplementação com 12 colecalciferol promoveu, como esperado, alterações cardíacas morfológicas, além de alterações no estresse oxidativo e no metabolismo energético. No entanto, o mecanismo envolvido neste processo não foi via FGF-23 e calcineurina/NFAT. Além disso, o uso do sevelamer, em ratos normofosfatêmicos, promoveu alterações cardíacas morfológicas e funcionais, além de modificar o metabolismo energético. O mecanismo envolvido neste processo pode ter sido via calcineurina/NFAT.
Abstract (english)
Vitamin D deficiency/insufficiency has increased in recent years and has become a worldwide public health problem. In addition to rickets, vitamin D deficiency is also associated with increased risk of developing cancer, immune diseases and even cardiovascular diseases. These factors have encouraged the indiscriminate use of vitamin D supplementation in the healthy population. High-dose of vitamin D supplementation promotes oxidative stress, inflammation, apoptosis, changes in energy metabolism, morphology and cardiac function. In addition, this supplementation increases the serum phosphorus concentration which can stimulate the release of fibroblast growth factor-23 (FGF-23). Higher serum concentration of FGF-23 can be associated with cardiac remodeling. Other authors suggest that the action of FGF-23 in heart occurs through the signaling pathway calcineurin/nuclear factor of activated T cells (NFAT). Thus, decrease in phosphatemia, promoted by the use of sevelamer, can attenuate the cardiac changes promoted by vitamin D supplementation. The aim of this study is to verify whether treatment with sevelamer decreases the concentration of FGF-23 and, consequently, attenuates cardiac remodeling, due to supplementation of cholecalciferol vitamin, in high doses. 169 male Wistar rats were allocated in six groups: 1) Control group fed standard chow (C, n=27); 2) Control group + 3% sevelamer (C+S, n=26); 3) Group supplemented with 3,000 IU cholecalciferol/kg of chow (VitD 3, n=29); 4) Group supplemented with 3,000 IU cholecalciferol/kg of chow + 3% sevelamer (VitD 3+S, n=29); 5) Group supplemented with 10,000 IU cholecalciferol/kg of chow (VitD 10, n=29); 6) Group supplemented with 10,000 IU cholecalciferol/kg of chow + 3% sevelamer (VitD 10+S, n=29). After four months, the animals were submitted to urinary phosphorus dosage and echocardiographic were performed. Then, the animals were euthanized for collection of biological material to histological, biochemical and molecular analyzes. The values are presented as mean ± SEM. For statistical analysis, the two-way ANOVA test was used and, to assess dose response depending on vitamin D supplementation, Spearman's Correlation test (corrected by Bonferroni) was performed. The level of significance adopted was 5%. The animals supplemented with cholecalciferol showed a higher serum concentration of calcium, phosphorus and 25(OH)D3. In addition, in the myocardium of these animals, we verified a higher expression of protein interacting with thioredoxin, less activity of antioxidant enzymes (catalase, superoxide dismutase and glutathione peroxidase), changes in energy metabolism and morphological changes (larger sectional area of myocyte and percentage of collagen. In animals treated with sevelamer, we observed a higher serum calcium concentration, lower FGF-23 concentration and lower urinary phosphorus excretion. We also verified a higher expression of calcineurin, lower oxidative stress (lower concentration of lipid hydroperoxide and higher catalase) and changes in energy metabolism in the myocardium of these animals. In addition, the animals that received sevelamer showed morphological alterations (higher diastolic diameter of the left ventricle and mass index of the left ventricle) and functional alterations (shorter deceleration time of the mitral E wave) observed in the echocardiographic study. Thus, we concluded that supplementation with cholecalciferol promoted, as expected, morphological cardiac changes, in addition to changes in oxidative stress and energy metabolism. However, the mechanism involved in this process was not via FGF-23 and calcineurin/NFAT. In addition, the use of sevelamer, in normophosphatemic rats, promoted 15 morphological and functional cardiac alterations and, also, modified energy metabolism. The mechanism involved in this process may have been via calcineurin/NFAT.
Description
Keywords
Vitamina D, Fator de crescimento de fibroblasto-23, Hiperfosfatemia, Remodelação cardíaca, Vitamin D, Fibroblast growth factor-23, Hyperphosphatemia, Cardiac remodeling
Language
Portuguese
