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Doctoral Thesis
Full name
Edson Mendes de Oliveira
Knowledge Area
Date of Defense
São Paulo, 2015
Campa, Ana (President)
Farsky, Sandra Helena Poliselli
Torsoni, Marcio Alberto
Velloso, Lício Augusto
Title in English
New insights into the role of serum amyloid A (SAA) on obesity and insulin resistance
Keywords in English
Acute inflammation
Sleep restriction
Abstract in English
Chronic low-grade endotoxemia is an important player in obesity and insulin resistance associated to a high-fat diet (HFD). On the other hand, although it is known that intense endotoxemia and infection reduce appetite and induce intense catabolism, leading to weight loss during the acute inflammatory phase, the late effects of an intense endotoxemia were previously unexplored. Here we report that, besides the concurrent effects, multiple and intense endotoxemia causes long lasting biochemical alterations in the adipose tissue that intensify the harmful effects of a HFD. Mice submitted to multiple and severe endotoxemia had increased the adipose tissue expression of TLR-4, CD14 and SAA3, remaining altered after one week in recovery. When associated to a HFD, mice previously submitted to acute endotoxemia showed a more severe weight gain and impaired insulin sensitivity. Adopting the HFD as an obesogenic stimulus, we evaluated the participation of the protein serum amyloid A (SAA) in obesity development. Using a SAA-targeted antisense oligonucleotide, we observed that the depletion of SAA prevented metabolic alterations, endotoxin elevation, weight gain and insulin resistance in a diet-induced obesity protocol. Inadequate sleep is another important factor to be considered in the obesity epidemic. We found that sleep restriction (SR) causes biochemical and morphological alterations in mice adipose tissue. The levels of serum resistin and the adipose tissue mRNA expression of resistin, TNF-α and IL-6 were increased after SR. When associated to a HFD, mice previously submitted to SR gained more weight with increased macrophage infiltration in the epididymal adipose tissue, and insulin resistance. SAA is also part of the initial biochemical alterations caused by SR. It was observed that the expression of SAA in liver and adipose tissue is upregulated, with return to baseline when sleep is restored. Furthermore, 48 hours of total sleep restriction in healthy human volunteers also caused a serum elevation in SAA concentrations. Considering that SAA induces cell proliferation, we suggest that situations with an increase in SAA production and the consecutive preadipocyte proliferation would prime the adipose tissue to further adipocyte differentiation and hypertrophy. Furthermore, we suggest that SAA alter LPS signaling, possibly inhibiting its clearance. The mechanism associating inflammation and obesity is complex and encompass a diversity of factors; the inflammatory protein SAA may be one of them. In conclusion, our data describes the relationship between SAA, acute inflammation, sleep restriction and obesity.
Title in Portuguese
Novas perspectivas para o papel de amilóide sérica A (SAA) na obesidade e resistência à insulina
Keywords in Portuguese
Fase aguda
Restrição de sono
Abstract in Portuguese
Endotoxemia crônica de baixo grau tem um importante papel na obesidade e resistência à insulina associada a uma ração hiperlipídica. Por outro lado, embora se saiba que a endotoxemia intensa e infecção reduzam o apetite e induzam a um intenso catabolismo, conduzindo a perda de peso durante a fase aguda da inflamação, os efeitos tardios da endotoxemia intensa nunca foram explorados. Aqui mostramos que, além dos efeitos correntes, a endotoxemia aguda provoca alterações bioquímicas prolongadas no tecido adiposo que intensificam os efeitos deletérios de uma ração hiperlipídica. Camundongos submetidos à endotoxemia aguda apresentaram aumento na expressão de TLR-4, CD14 e SAA3 no tecido adiposo, permanecendo alteradas após uma semana em recuperação. Quando associado a uma ração hiperlipídica, os camundongos previamente submetidos à endotoxemia aguda mostraram um ganho de peso mais pronunciado e uma maior resistência à insulina. Adotando a ração hiperlipídica como um estímulo obesogênico, foi avaliada a participação da proteína amilóide sérica A (SAA) no desenvolvimento da obesidade. Usando um oligonucleotídeo antisense anti-SAA, observamos que a depleção da SAA previne as alterações metabólicas, elevação de endotoxina, ganho de peso e resistência à insulina associadas a ração rica em gordura. O sono inadequado é outro fator importante a ser considerado na epidemia de obesidade. Descobrimos que a restrição do sono (SR) provoca alterações bioquímicas e morfológicas no tecido adiposo de camundongos. A concentração de resistina no soro e a expressão de mRNA no tecido adiposo de resistina, TNF-α e IL- 6 foram aumentadas após SR. Quando associado a uma ração hiperlipídica, os camundongos submetidos previamente à SR ganharam mais massa com aumento da infiltração de macrófagos no tecido adiposo epididimal, e resistência à insulina. SAA também faz parte das alterações bioquímicas iniciais provocadas pelo SR. Observou-se que a expressão de SAA no fígado e tecido adiposo é regulada positivamente, com retorno ao basal quando o sono é restaurado. Além disso, 48 horas de restrição de sono total em voluntários humanos saudáveis também causou uma elevação nas concentrações séricas de SAA. Considerando que SAA induz proliferação, sugerimos que situações onde ocorra aumento na produção de SAA e a consecutiva proliferação celular, o tecido adiposo se tornaria predisposto a futura diferenciação e hipertrofia. Além disso, sugerimos que SAA altera a sinalização de LPS, possivelmente inibindo sua depuração. O mecanismo de associação entre a inflamação e a obesidade é complexo e inclui uma diversidade de fatores; a proteína inflamatória SAA pode ser um deles. Em conclusão, nossos dados descrevem a relação entre SAA, inflamação aguda, restrição do sono e obesidade.
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