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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.6.2023.tde-30102023-162135
Document
Author
Full name
Júlia Galbiati de Souza
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Damasceno, Nágila Raquel Teixeira (President)
Fonseca, Henrique Andrade Rodrigues da
Erger, Inar Castro
Title in Portuguese
Impacto do consumo excessivo de frutose e dieta hiperlipídica no metabolismo lipídico, inflamação e desenvolvimento de esteatose hepática
Keywords in Portuguese
Dieta Hiperlipídica
Dieta Rica em Frutose
Esteatose Hepática
Abstract in Portuguese
Introdução: A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) caracteriza-se pelo acúmulo de triglicerídeos (TG) nos hepatócitos, destacando-se a elevada prevalência de esteatose hepática (NAFL). A NAFL é uma condição clínica definida pelo acúmulo de ácidos graxos (AG) no fígado, obtidos pela ingestão direta de gorduras e carboidratos e/ou pela síntese de AG via ativação da lipogênese. A NAFL é desencadeada por um conjunto de fatores, como o padrão dietético, o estilo de vida e a genética. Dietas hipercalóricas, caracterizadas pela presença de gorduras saturadas e carboidratos simples exercem importante papel no desenvolvimento da NAFL. Além disso, uma dieta rica em carboidratos simples, destacando-se a frutose, também é importante no NAFL, visto que a frutose, ao ser ingerida, é, majoritariamente, metabolizada pelo fígado, sendo assim, um componente mais sensível à lipogênese. Objetivo: Avaliar o impacto do consumo excessivo de frutose e lipídeos na modulação da inflamação e no metabolismo lipídico hepático. Metodologia: O estudo foi baseado em modelo experimental com 100 dias de seguimento. Dezoito ratos da espécie Wistar, machos e adultos jovens (7 semanas) foram distribuídos em 3 grupos: Dieta Controle (DC) (n=6) - ração comercial e água filtrada; Dieta Frutose (DF) (n=6) - ração comercial e água filtrada com 30% de frutose; e Dieta Hiperlipídica (DH) (n=6) - ração hiperlipídica e água filtrada. Ração e água foram administradas ad libitum. Após a eutanásia, o sangue e o fígado foram coletados. Resultados: Os animais do grupo DH tiveram um consumo de ração menor, assim como os animais do grupo DF, porém esses apresentaram um consumo calórico maior comparado ao grupo DC. Por outro lado, o aumento do comprimento foi significativo para todos, tendo o grupo DH apresentado maior crescimento. Conforme esperado, a cetose plasmática foi maior no grupo DH, assim como as enzimas hepáticas aspartato aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT) e fosfatase alcalina (FA). Glicose e frutose plasmáticas foram similares entre os grupos. O peso relativo do fígado foi maior no grupo DF comparado ao grupo DH. O conteúdo de colesterol total (CT), TG e ácidos graxos não esterificados (AGNE) foi superior no grupo que recebeu DH. Inesperadamente, as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) foram superiores no grupo DC. Em relação a fosfolipase 3 associada à patatina (PNPLA3) observamos aumento expressivo no grupo DF comparado aos animais alimentados com DH, porém, os grupos foram semelhantes em relação ao fator de crescimento de fibroblasto 21 (FGF21) e ao membro 2 da superfamília da proteína trnasmembrana 6 (TM6SF2). As citocinas - interleucinas I-beta (IL-1β), 6 (IL-6), 10 (IL-10) e fator de necrose tumoral (TNF-α) foram maiores no grupo DF. Na análise da histologia do tecido hepático observou-se a presença de infiltrado inflamatório acentuado e de esteatose hepática no grupo DH. Conclusão: Frutose (30%) e lipídios (90%), quando consumidos de forma crônica (100 dias) promovem inflamação e acúmulo de lipídios hepático compatíveis com a DHGNA.
Title in English
Impact of excessive fructose consumption and high-fat diet on lipid metabolism, inflammation and development of hepatic steatosis
Keywords in English
Fatty Liver
High Fructose Diet
High-Fat Diet
Abstract in English
Introduction: Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is characterized by the triglycerides (TG) accumulation in hepatocytes, highlighting the high prevalence of hepatic steatosis (NAFL). NAFL is a clinical condition defined by liver fatty acids (FA) accumulation, obtained by direct ingestion of fats and carbohydrates and/or by FA synthesis via lipogenesis activation. NAFL is triggered by a number of factors, such as dietary pattern, lifestyle and genetics. Hypercaloric diets, characterized by the presence of saturated fats and simple carbohydrates, play an important role in the development of NAFL. In addition, a diet rich in simple carbohydrates, especially fructose, is also important in NAFL, since fructose, when ingested, is mostly metabolized by liver, thus being a component that is more sensitive to lipogenesis. Objective: To evaluate the impact of excessive consumption of fructose and lipids on the inflammation modulation and hepatic lipid metabolism. Methodology: The study was based on a 100 days follow-up experimental model. Eighteen Wistar rats, male and young adults (7 weeks old) were distributed into 3 groups: Control Diet (CD) (n=6) - commercial chow and filtered water; Fructose Diet (FD) (n=6) - commercial feed and filtered water with 30% fructose; and High-fat Diet (HFD) (n=6) - high-fat diet and filtered water. Chow and water were administered ad libitum. After euthanasia, blood and liver were collected. Results: HFD animals group had a lower feed intake, as well as the FD animals group, but these ones had a higher caloric intake compared to the CD group. On the other hand, the length increase was significant for all and the HFD group showed greater growth. As expected, plasma ketosis was higher in the DH group, as were liver enzymes aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and alkaline phosphatase (AP). Plasma glucose and fructose were similar between groups. Liver relative weight was higher in the DF group compared to the HFD group. Total cholesterol (TC), TG and non-esterified fatty acids (NEFA) content was higher in HFD group. Unexpectedly, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) were higher in CD group. Regarding patatin-associated phospholipase 3 (PNPLA3), we observed a significant increase in FD group compared to animals fed with HD, however, the groups were similar in relation to fibroblast growth factor 21 (FGF21) and member 2 of the protein superfamily transmembrane 6 (TM6SF2). Cytokines - interleukins I-beta (IL-1β), 6 (IL-6), 10 (IL-10) and tumor necrosis factor (TNF-α) were higher in FD group. In the analysis of the hepatic tissue histology, the presence of accentuated inflammatory infiltrate and hepatic steatosis was observed in DH group. Conclusion: Fructose (30%) and lipids (90%), when consumed chronically (100 days) promote inflammation and hepatic lipids accumulation compatible with NAFLD.
 
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Publishing Date
2023-10-30
 
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