Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/37932
Type: Tese
Title: Avaliação dos efeitos dos hormônios ovarianos e da alimentação restrita à fase de luz sobre o relógio hepático e parâmetros metabólicos de ratas
Other Titles: Evaluation of the effects of ovarian hormones and time restricted feeding to the light phase on the hepatic clock and metabolic parameters of rats
Authors: Thais Santana Rocha Cardoso
First Advisor: Maristela de Oliveira Poletini
First Referee: Jaqueline Isaura Alvarez Leite
Second Referee: Ernane Torres Uchôa
Third Referee: André Gustavo de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee4: Bruna Kalil Cutti
Abstract: O horário da alimentação provou ser um aliado no controle do ganho de peso corporal e na regulação do metabolismo da glicose. Um dos efeitos diretos da oferta de alimento exclusivamente durante a fase de inatividade de roedores, ou seja, a fase de luz, é a alteração do padrão temporal da expressão dos genes de relógio no fígado. O relógio hepático, por sua vez, regula diretamente a homeostase da glicose, contribuindo para manter a glicemia no jejum. O estradiol é um regulador da ingestão alimentar e da resistência à insulina. Dessa forma, o presente trabalho investigou o papel dos hormônios ovarianos na resposta do relógio hepático à alimentação restrita à fase de luz, assim como sobre a tolerância à glicose. Para isso, ratas Wistar foram submetidas a cirurgia fictícia de remoção dos ovários (Grupo: SHAM) ou foram ovariectomizadas (Grupo: OVX). Ambos os grupos tiveram acesso à dieta padrão em regime ad libtum (AD) ou restrita às 12 h da fase de luz (Time Restricted, TR) por vinte e um dias. Foram aferidos o peso corporal e a ingestão alimentar e, ao final do protocolo, os animais foram eutanasiados no Zeitgeber Time 1 (ZT1, uma hora após as luzes se acenderam no biotério), no ZT6, ZT12 e ZT18 para coleta do fígado e do sangue. Em todos os ZTs, foram analisados a expressão dos seguintes genes de relógio: Per1, Bmal1, Reverb-α, Cry1 e Cry2, por qRT-PCR. Um maior ganho de peso corporal foi observado nas ratas OVX. A alimentação TR reduziu o ganho de peso corporal tanto de ratas SHAM quanto OVX. A ingestão alimentar foi maior nas ratas OVX, por outro lado, a falta dos hormônios ovarianos não alterou o padrão circadiano de ingestão alimentar, assim tanto ratas SHAM quanto OVX apresentaram maior consumo durante a noite. A alimentação TR promoveu uma redução na ingestão alimentar das ratas SHAM e OVX. Este efeito da alimentação TR sobre o ganho de peso corporal e ingestão alimentar foi acompanhado de alterações na expressão temporal dos genes de relógio de forma similar nas ratas SHAM e OVX. Dessa forma, os hormônios ovarianos não interferiram na resposta do relógio hepático à alimentação TR. Por outro lado, ratas OVX apresentaram valores aumentados de mRNA dos genes Per1, Bmal1, Cry1 e Cry2 quando comparados às SHAM no ZT1. Dessa forma, avaliamos se o estradiol contribui para a manutenção dos valores de mRNA dos genes de relógio neste horário. Para isso, um outro grupo de ratas OVX foi tratado com óleo de milho (0,2 mL) ou cipionato de estradiol (10 μg / 0,2 mL) por três manhãs consecutivas e as ratas foram eutanasiadas no ZT1 do dia subsequente ao término do tratamento. O tratamento de reposição com estradiol foi capaz de reverter o aumento induzido pela ovariectomia dos valores de mRNA dos genes Per1, Bmal1, Cry1 e Cry2 sem alterar os valores de mRNA do gene Reverb-α. Analisamos se a ovariectomia e/ou a alimentação TR altera o padrão temporal de secreção de leptina, uma vez que ambos fatores afetaram a ingestão alimentar. A leptina sérica foi determinada por ELISA nos ZT1 e ZT12. As concentrações séricas de leptina foram menores no ZT12 nas ratas SHAM-AD, entretanto, não variaram entre os ZTs nas ratas SHAM-TR, OVX-AD e OVX-TR. Dessa forma, tanto a ovariectomia quanto a alimentação TR aboliram as variações temporais das concentrações séricas de leptina, o que pode justificar seus efeitos sobre a ingestão alimentar. No ZT1 e ZT12, também foram analisados a expressão dos genes PPar-α e TRB-3 envolvidos, respectivamente, com metabolismo de lipídeo e de glicose. No entanto, a expressão temporal destes genes não foi afetada nem pela ovariectomia nem tão pouco pela alimentação TR. Foram realizados testes intraperitoneais de tolerância à glicose (ipTTG) nos ZT1 e ZT13 de animais dos grupos NAIVE (antes da OVX) e OVX. Ratas NAIVE apresentaram uma melhor resposta ao ipTTG no ZT13, com menores valores da área sob a curva glicêmica. Esta diferença da resposta ao ipTTG entre os ZT1 e ZT13 não foi observada nas ratas OVX. Além da ovariectomia abolir as variações temporais observadas no ipTTG, em comparação ao grupo NAIVE, no ZT13, o grupo OVX apresentou uma pior resposta ao teste. A alimentação TR reduziu a tolerância à glicose de ratas OVX. Assim, concluímos que os hormônios ovarianos contribuem para a manutenção dos valores de mRNA dos genes de relógio do fígado de forma horário do dia específico, sem alterar, contudo, a resposta do relógio hepático ao horário da alimentação. O estradiol parece ser o responsável por esta manutenção. Os hormônios ovarianos também são importantes para a homeostase da glicose, uma vez que a ovariectomia aboliu a variação temporal da reposta ao ipTTG e ocasionou uma pior resposta ao mesmo em relação ao grupo NAIVE no ZT13. Além disso, a falta dos hormônios ovarianos somado à alimentação TR levou a uma menor tolerância à glicose. Estes resultados, em conjunto, contribuem para o entendimento das alterações metabólicas geradas pela diminuição ou ausência dos hormônios ovarianos, como por exemplo, um maior ganho de peso corporal e um comprometimento do metabolismo da glicose observados durante a menopausa.
Abstract: It has been demonstrated that the time of food intake contributes to control body weight gain and glucose metabolism. One of the direct effects of food offering throughout inactive phase of rodents, that is, the light phase, is alteration in the temporal pattern of the liver’s clock genes. On the other hand, the hepatic clock directly regulates glucose homeostasis, which contributes to the maintenance of glucose levels during fasting. Moreover, estradiol regulates food intake and insulin resistance. Thus, the present study investigated the role of ovarian hormones in the response of the hepatic clock to time restricted (TR) feeding during the light phase, as well as in the tolerance to glucose. To that end, Wistar rats went through SHAM or ovariectomy surgery (OVX). Both groups were submitted to standard chow ad libtum (AD), or TR of 12 hours in the light phase for twenty-one days. Food intake and body weight were measured, and at the end of the protocol, animals were euthanized at Zeitgeber Time 1 (ZT1, one hour after the lights went on in the vivarium), at ZT6, ZT12 and ZT18 for collecting liver and blood. The expression of the clock genes Per1, Bmal1, Reverbα, Cry1 and Cry2 was performed at the four ZTs by qRT-PCR. OVX rats gained more weight than did the SHAM rats and TR feeding reduced the body weight gain of both groups. Food intake in OVX rats was higher and the lack of ovarian hormones did not change the circadian pattern of food intake. Thus, both SHAM and OVX rats under TR feeding showed reduced food intake during the dark phase. TR feeding also reduced the food intake of both groups over the 24 hours. These effects of TR feeding on body weight gain and food intake were accompanied by similar temporal changes in hepatic clock genes expression in SHAM and OVX rats. Therefore, ovarian hormones did not interfere in the response of the hepatic clock to TR feeding. On the other hand, OVX rats presented higher levels of Per1, Bmal1, Cry1 e Cry2 mRNA expression compared to SHAM at ZT1. Hence, we evaluated whether estradiol contributes to the maintenance in the clock genes expression. For this purpose, another group of OVX rats was subcutaneously treated with corn oil (0,2 mL) or cypionate of estradiol (10 μg / 0,2 mL) for three consecutive days and was then euthanized at ZT1 in the next day. The treatment with estradiol reversed the OVX-induced increasing in Per1, Bmal1, Cry1 e Cry2 but it did not alter the mRNA levels of Reverb-α gene. We also evaluated whether ovariectomy or TR feeding alter the temporal pattern of leptin secretion once they affected food intake. Serum leptin was determined by Elisa at ZT1 and ZT12. Leptin levels were lower at ZT12 in SHAM-AD rats however it did not change between ZT1 and ZT12 of SHAM-TR, OVX-AD and OVX-TR rats. Thus, both OVX and TR feeding abolished the temporal variation in leptin levels, what may explain their effects in the food intake. The expression of PPar-α e TRB-3 genes, involved in lipid and glucose metabolism, respectively, was analyzed at ZT1 and ZT12. Neither OVX or TR feeding were capable of affecting the temporal pattern of these clock gene expression in the liver. Intraperitoneal glucose tolerance tests (IPGTT) were performed at ZT1 and ZT13 in NAÏVE (before OVX) and OVX rats. NAÏVE rats presented a better response at ZT13 compared to ZT1 as demonstrated by lower levels of glucose in the area under the curve. Different response over the time was not observed in OVX rats. Beyond abolishing temporal difference in the response to the IPTTG, compared to NAÏVE, OVX rats presented a worse response at ZT13. TR feeding reduced the glucose tolerance of OVX rats. So, we concluded that ovarian hormones contribute to the maintenance of clock genes mRNA levels in liver in a time specific way, without changing, however, the response of the clock liver to TR feeding. Estradiol seems to be the responsible for this maintenance. Ovarian hormones are also important to the glucose homeostasis as ovariectomy abolished the temporal response to ipTTG and it caused a worse response in IPTTG compared to NAÏVE at ZT13. Besides, the lack of ovarian hormones together with TR feeding resulted in a lower glucose tolerance. These results may contribute to the understanding of metabolic alterations caused by the decrease or absence of ovarian hormones like the increase in body weight gain and the impairment in the glucose metabolism commonly observed during menopause.
Subject: Fígado
Ovários - fisiologia
Alimentação com horário restrito
Ritmo circadiano
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/37932
Issue Date: 4-Jun-2020
metadata.dc.description.embargo: 4-Dec-2021
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