Influência da dieta hiperlipídica insaturada na regulação do metabolismo energético lipídico e na disfunção cardíaca de ratos com estenose aórtica supravalvar - Tomasi, Loreta Casquel de [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2017)
Introdução: Embora existam contradições, de uma maneira geral, os dados da literatura mostram que em modelos experimentais de hipertrofia cardíaca por sobrecarga pressórica com disfunção ventricular e fração de ejeção preservada, o metabolismo de carboidratos e ácidos graxos está normal. Na fase em que há redução da capacidade de ejeção, com ou sem insuficiência cardíaca, ocorre um desvio para a programação fetal, aumento na utilização de glicose e diminuição na oxidação de ácidos graxos, por redução da expressão e atividade de proteínas envolvidas no metabolismo de lipídios. Não foram encontrados trabalhos que avaliaram o efeito de dieta hiperlipídica no metabolismo energético e função cardíaca após o estabelecimento da hipertrofia ventricular com disfunção diastólica isolada. Objetivo: Testar a hipótese de que o aumento na oferta de ácidos graxos insaturados, proveniente de dieta hiperlipídica, atenua a queda no metabolismo lipídico e a piora do desempenho cardíaco em ratos com hipertrofia ventricular e disfunção diastólica por sobrecarga pressórica. O mecanismo responsável seria o estímulo do PPARα pelos ácidos graxos, atenuando a queda na expressão de genes e proteínas envolvidas na regulação do metabolismo energético lipídico. Métodos: Ratos Wistar machos (80g) foram separados em dois grupos: controle operado (Sham) e estenose aórtica supravalvar (EAo). Após 6 semanas do procedimento cirúrgico, os animais Sham e EAo foram redistribuídos em novos grupos: tratados com dieta normolipídica insaturada (Sham-N, n=13 e EAo-N, n=11) ou com dieta hiperlipídica insaturada (Sham-H, n=12 e EAo-H, n=14) por 12 semanas, até a 18ª semana. A remodelação cardíaca foi caracterizada pelas análises estrutural e funcional por ecocardiograma na 6ª e 18ª semana e estudo macroscópico post mortem. O metabolismo energético lipídico cardíaco foi analisado pela expressão gênica e proteica do PPARα, PGC1α, FAT/CD36, CPT1β, MCAD, pela atividade da beta-hidroxiacilCoA desidrogenase (OHADH) e pelo conteúdo de triacilglicerol (TAG). Foi analisada a atividade da hexoquinase (HK) e da fosfofrutoquinase (PFK), envolvidas na via glicolítica, e da citrato sintase (CS), referente ao ciclo de Krebs. A expressão proteica da lactato desidrogenase (LDH), da piruvato desidrogenase (PDH) e dos sensores metabólicos, AMPK total, AMPK fosforilada na treonina 172 e SIRT1 foram também analisadas, bem como as relações intracelulares AMP/ATP e NAD+/NADH. Resultados: Na 6ª semana, ao iniciar o tratamento dietético, os animais EAo apresentavam hipertrofia ventricular esquerda concêntrica, disfunção diastólica e melhoria da função sistólica. Na 18ª semana os grupos EAo mantiveram a disfunção diastólica e melhoria do desempenho sistólico, ou seja, não houve piora da performance cardíaca durante o período experimental de 12 semanas. Não houve diferença na estrutura e função cardíaca entre os grupos EAo-N e EAo-H. Houve diminuição da expressão dos genes relacionados à captura e oxidação de lipídios (CD36, CPT1β, MCAD) nos grupos EAo em comparação com os Sham, e não houve diferença entre os grupos EAo. A atividade da hexoquinase e fosfofrutoquinase foi maior nos EAo comparado com os Sham, e foi semelhante entre EAo-N e EAo-H. A atividade da OHADH não foi diferente entre EAo-N e Sham-N e também não diferiu entre EAo-N e EAo-H. O conteúdo de TAG miocárdico foi menor no grupo EAo-N vs Sham-N e não foi diferente entre os grupos EAo. A expressão das proteínas PGC1α, PPARα, CPT1β, MCAD, LDH, PDH, dos sensores SIRT1, AMPK, pAMPK Thr172, e a relação NAD+/NADH não foram diferentes entre os quatro grupos. Conclusão: Em contraste com a nossa hipótese, durante a evolução da remodelação cardíaca, os animais com estenose aórtica apresentaram alteração parcial no metabolismo lipídico miocárdico e não tiveram piora da função cardíaca. A dieta hiperlipídica insaturada não teve efeito no processo metabólico e na função cardíaca desses animais. Os mecanismos no qual a dieta hiperlipídica não foi capaz estimular o PPARα nos animais com estenose aórtica são desconhecidos.

Introduction: Although controversial, in general, data from literature show that in experimental models with ventricular dysfunction and preserved ejection fraction, the carbohydrates and fatty acids metabolism is normal. At the stage of reduced ejection capacity, with or without heart failure, there is a switch for fetal programming, increased glucose utilization, and decrease in fatty acid oxidation due to downregulation of proteins involved in lipids uptake and oxidation. There are no studies that evaluated the effects of high-fat diet on energy metabolism and cardiac function after the establishment of ventricular hypertrophy with isolated diastolic dysfunction. Objective: To test the hypothesis that increased unsaturated fatty acid supply, from a high-fat diet, attenuate the downregulation of lipid metabolism and the impairment of cardiac function in rats with left ventricular hypertrophy and diastolic dysfunction by stimulating genes and proteins involved in the regulation of lipid energy metabolism. Methods: Male Wistar rats (80g) underwent aortic stenosis (AS) or Sham surgery. After 6 weeks, rats received either normolipid diet (N, 17% calories from fat) or high-fat diet (H, 40% calories from fat) for 12 weeks yielding 4 groups: Sham-N (n=13), AS-N (n=11), Sham-H (n=12), AS-H (n=14). Cardiac structure and function was assessed by echocardiography at 6 and 18 weeks after surgery. Cardiac lipid energy metabolism was analyzed by gene and protein expression of PPARα, PGC1α, FAT/CD36, CPT1β, MCAD, the activity of beta-hydroxy-acyl CoA dehydrogenase (OHADH) and TAG content. We analysed the activities of hexokinase (HK) and phosphofructokinase (PFK), involved in the glycolytic pathway, and citrate synthase (CS), from Krebs cycle. The protein expression of lactate dehydrogenase (LDH), pyruvate dehydrogenase (PDH) and the metabolic sensors, total AMPK, AMPK phosphorylated on threonine 172 and SIRT1 were also evaluated, as well as the intracellular AMP/ATP and NAD+ /NADH ratios. Results: In the 6th week, prior to dietary treatment, the AS animals had left ventricular hypertrophy, diastolic dysfunction and improved systolic function. In the 18th week, AS animals kept diastolic dysfunction and improved systolic function, that is, there was no worsening of cardiac performance. There was no difference in cardiac structure and function between the AS-N and AS-H groups. There was a decrease in the expression of genes related to lipid uptake and oxidation (CD36, CPT1β, MCAD) in the AS groups compared to the Sham, and there was no difference between the AS groups. The activity of hexokinase and phosphofructokinase was higher in AS compared to Sham, and was similar between AS-N and AS-H. The activity of OHADH was not different between AS-N and Sham-N and also did not differ between AS-N and AS-H. TAG content was reduced in AS-N vs Sham-N and was not different between AS groups. Expression of the proteins PGC1α, PPARα, CPT1β, MCAD, LDH, PDH, the sensors SIRT1, AMPK, pAMPK Thr172, and the NAD+ /NADH ratio were not different among the four groups. Conclusion: In contrast to our hypothesis, during the progression of cardiac remodeling, animals with aortic stenosis showed partial alterations in myocardial lipid metabolism and did not present worsening of cardiac function. The high-unsaturated fat diet had no effect on the metabolic process and cardiac function of these animals. The mechanisms in which the high-fat diet was unable to stimulate PPARα in animals with aortic stenosis is unknown.
Influence of unsaturated high-fat diet in the lipid energy metabolism regulation and in the cardiac dysfunction in rats with supravalvar aortic stenosis
Keywords: Estenose aórtica; Disfunção cardíaca; Dieta hiperlipídica; Metabolismo lipídico miocárdico; Ratos; Aortic stenosis; Cardiac dysfunction; High-fat diet; Myocardial lipid metabolism; Rats