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Dissertação de Mestrado
Documento
Autor
Nome completo
Guilherme da Silva Ferreira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Passarelli, Marisa (Presidente)
Trombetta, Ivani Credidio
Negrão, Carlos Eduardo
Silva, Maria Elizabeth Rossi da
Título em português
Treinamento físico aeróbio altera seletivamente a concentração e o metabolismo arterial de óxidos de colesterol e reduz colesterol na aorta de camundongos dislipidêmicos
Palavras-chave em português
AMPK
Aterosclerose
Dislipidemia
Efluxo de colesterol
Exercício físico aeróbio
Óxidos de colesterol
Resumo em português
Os óxidos de colesterol modulam o desenvolvimento da aterosclerose por mediarem a síntese, captação e exportação de colesterol, além de inflamação e citotoxicidade na parede arterial. O exercício físico regular previne e regride a lesão aterosclerótica, por melhorar o perfil lipídico, transporte reverso de colesterol e defesas antioxidantes. A proteína cinase ativada por AMP (AMPK) é um importante mediador dos efeitos metabólicos do exercício físico. Em macrófagos, sua ativação vincula-se ao aumento no efluxo de colesterol e diminuição na captação de LDL. Entretanto, não está claro se o treinamento físico modula as concentrações de óxidos de colesterol, refletindo seu benefício sobre a prevenção da aterosclerose, e se esses efeitos podem ser mediados pela AMPK. O objetivo do presente estudo foi avaliar, em camundongos dislipidêmicos, o papel de 6 semanas de treinamento físico aeróbio sobre: o infiltrado de colesterol arterial e a distribuição de óxidos de colesterol no arco aórtico e no plasma; a expressão gênica de proteínas envolvidas na metabolização de óxidos de colesterol na parede arterial; e o efeito da ativação da AMPK em macrófagos, in vitro, sobre a concentração dos óxidos de colesterol e expressão de genes envolvidos na metabolização de óxidos de colesterol. Para tanto, camundongos machos knockout para apolipoproteína E, com 16 semanas de idade, alimentados com dieta padrão, foram incluídos no estudo. O treinamento físico foi realizado em esteira, 15 m/min, por 60 min, 5 dias/semana, durante 6 semanas. Lípides plasmáticos e glicose foram determinados por ensaio enzimático e glicosímetro, respectivamente, antes e após o treinamento físico. Colesterol arterial e óxidos de colesterol foram avaliados por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa. A expressão de genes envolvidos no metabolismo de lípides foi avaliada RT-qPCR. Os resultados foram comparados por ANOVA de um fator com pós-teste de Newman-Keuls ou teste t de Student. Peso corporal, colesterol total, TG, HDL-c, glicose e óxidos de colesterol no plasma foram semelhantes entre os grupos. O treinamento físico aumentou a concentração de 7alfa-OH C (70%) e reduziu a de colesterol (32%) na aorta. Além disso, o exercício físico aumentou a expressão gênica da Cyp27a1 (54%), Cd36 (75%), Cat (70%), Prkaa1 (AMPKalfa1) (40%) e Prkaa2 (AMPKalfa2) (51%) e reduziu Abcg1 (31%), Olr1 (LOX-1) (65%), Cyp7b1 (35%) e Ch25h (48%). Nenhuma alteração foi observada na expressão de Abca1, Nr1h3 (LXRalfa) e Nr1h2 (LXRbeta). Nos macrófagos, a ativação da AMPK por AICAR, reduziu o conteúdo de 7alfa-OH C após estimulo com HDL2. O tratamento com AICAR aumentou a expressão gênica de Abca1 (52%) e Cd36 (220%) e diminuiu Prkaa1 (19%) e Cyp27a1 (47%), e não alterou Abcg1, Nr1h3 e Nr1h2. Em conclusão, em camundongos dislipidêmicos, o treinamento físico aeróbio, por 6 semanas, aumentou a concentração de 7 beta -OH C, o que se vincula à maior expressão de Cd36 no arco aórtico. A rápida difusão de óxidos de colesterol, como via complementar ao transporte reverso de colesterol, pode também ser favorecida pelo aumento e redução, respectivamente, na expressão de Cyp27a1 e Cyp7b1, favorecendo maior liberação de 27-OH C das células. Juntamente com suas ações diretas que beneficiam o transporte reverso de colesterol, previamente descritas o treinamento físico diminui a concentração de colesterol na parede arterial, prevenindo a aterosclerose. Baseado nos ensaios in vitro a ativação da AMPK não parece contribuir para o aumento das concentrações de óxidos de colesterol após treinamento físico
Título em inglês
Aerobic exercise training selectively changes oxysterol levels and metabolism reducing cholesterol accumulation in the aorta of dyslipidemic mice
Palavras-chave em inglês
Aerobic exercise training
AMPK
Atherosclerosis
Cholesterol efflux
Dyslipidemia
Oxysterol
Resumo em inglês
Oxysterols modulate the development of atherosclerosis by mediating cholesterol synthesis, uptake and exportation as well as inflammation and cytotoxicity in the arterial wall. Regular physical exercise prevents and regresses atherosclerosis by improving lipid metabolism, reverse cholesterol transport and antioxidant defenses. AMP-activated protein kinase (AMPK) plays an important role in the beneficial metabolic adaptations of physical exercise. In macrophages, its activation is related to the enhancement in cholesterol efflux and reduction in LDL uptake. However, it is not clear whether exercise training benefits in atherosclerosis is mediated by its action in oxysterols concentrations, and whether this can be modulated by AMPK. The aim of this study was to evaluate the role of a 6-week aerobic exercise training program in dyslipidemic mice in the arterial and plasma accumulation of cholesterol and oxysterols subspecies; expression of genes related to oxysterols metabolisms in the aortic arch, and the effect of AMPK activation in macrophage on the concentration of oxysterols and expression of genes linked to oxysterols metabolism. Sixteen-week-old male apoE knockout mice fed a chow diet were included in the protocol. Animals were trained in a treadmill running, 15 m/min, 60 min, 5 days/week, during 6 weeks. Plasma lipids and glucose were determined by enzymatic techniques and glycosometer, respectively. Cholesterol in aortic arch and oxysterols were measured by gas chromatography/mass spectrometer. The expression of genes involved in lipid metabolism was determined by RT-qPCR. Results (mean ± SD) were compared by one-way ANOVA with Newman-Keuls posttest or Student's t-test. Body weight and plasma total cholesterol, TG, HDL-c, glucose, and oxysterols were similar among groups. The exercise training enhanced 7beta-hydroxycholesterol (70%) and reduced cholesterol (32%) in the aortic arch. In addition, exercise increased Cyp27a1 (54%), Cd36 (75%), cat (70%), Prkaa1 (AMPKalpha1) (40%) and Prkaa2 (AMPKalpha2) (51%) mRNA. No changes were observed in the expression of Abca1, Nr1h3 (LXRalpha) and Nr1h2 (LXRbeta). In macrophages, the activation of AMPK by AICAR, reduced 7beta-hydroxycholesterol level after stimulation by HDL2. Treatment with AICAR increased Abca1 (52%) and Cd36 (220%), decreased Prkaa1 (19%) e Cyp27a1 (47%), and did not change Abcg1, Nr1h3 e Nr1h2. In conclusion, in dyslipidemic mice aerobic exercise training increases the nonenzymatic-driven oxysterol, 7beta-hydroxycholesterol, which is related to the enhanced expression of Cd36. The rapid diffusion of oxysterols, as a complementary pathway for the reverse cholesterol transport, may also be favored by the increase and reduction of Cyp27a1 and Cyp7b1 expressions, respectively, which in turns favors 27-OH C desorption from cells. Together with its direct role in improving reverse cholesterol transport as previously reported, aerobic exercise training diminishes cholesterol accumulation in the arterial wall preventing atherosclerosis. Based on in vitro assays, the AMPK activation does not seem to contribute to the effect of exercise in increasing oxysterols
 
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Data de Publicação
2017-11-29
 
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