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Type: Tese
Title: Sincronização pela alimentação em tempo restrito: papel do TRPV1
Authors: Nayara Abreu Coelho Horta
First Advisor: Maristela de Oliveira Poletini
First Referee: John Fontenele Araujo
Second Referee: Frederico Sander Mansur Machado
Third Referee: Danusa Dias Soares
metadata.dc.contributor.referee4: Adaliene Versiani Matos Ferreira
metadata.dc.contributor.referee5: Raphael Escorsim Szawka
Abstract: Alimentação é uma potente pista de sincronização para o relógio biológico. O fígado é um órgão que prontamente responde a esta pista temporal, de tal maneira que, alimentação ofertada durante o período de repouso altera o padrão temporal dos genes de relógio. Esta alteração pode comprometer o metabolismo de glicose. O canal Receptor de Potencial Transiente Vanilóide 1 (TRPV1) regula o metabolismo de glicose, sendo que sua ativação leva a redução da hiperglicemia. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo investigar o papel do canal TRPV1 na sincronização do relógio biológico e nas alterações metabólicas promovidas pela dieta em tempo restrito (TR). Para tanto, ratos Wistar adultos foram submetidos a dieta TR na fase de repouso do ciclo circadiano ou mantidos sob dieta ad libitum (AD) com ração padrão por 21 dias. Nos animais AD e dieta TR foi realizado registros da atividade locomotora espontânea (ALE) e da temperatura interna (Tinterna) por telemetria, teste de tolerância à glicose i.p. (IPTTG) em dois horários do dia no Zeitegeber time (ZT) 12 e ZT 22 e registros do consumo de O2 (VO2) para o cálculo do gasto energético (EE) e quociente respiratório (QR) entre os ZT 4 e 5. E, um outro grupo de animais AD e dieta TR foram eutanasiados no ZT 1 e ZT 13 para obtenção do sangue para as análises de insulina e leptina por ELISA e do fígado para análise da expressão dos genes de relógio (Per1, Cry1, Cry2, RevErbα e Bmal1) e dos genes relacionados com o metabolismo energético (TRB-3 e glicose-6-fosfatase, PEPCK e PPARα) por qPCR. Todos estes parâmetros (registro de ALE e Tinterna, IPTTG, análise de VO2 e expressão gênica) também foram avaliados em animais dieta TR sujeitos a dessensibilização do canal TRPV1 abdominal por uma injeção i.p. de resiniferatoxina (RTX) ou seu veículo. A dieta TR reduziu o EE e aumentou o QR resultando em um menor ganho de peso corporal. Além disso, a dieta TR promoveu um arrastamento do ritmo de Tinterna e ALE, uma inversão de fase na expressão dos genes Per1 e Bmal1 e abolição da variação temporal dos genes Cry1 e RevErbα. Estas alterações foram acompanhadas por perda da variação temporal na expressão dos genes Pparα e glicose-6-fosfatase, um aumento da secreção de insulina no ZT 1 e inversão na fase na liberação de leptina, juntamente com uma melhora na tolerância à glicose. Os resultados mostraram que, embora a dessensilização do TRPV1 tenha antecipado o onset e a acrofase dos ritmos de ALE e Tinterna, não alterou o perfil circadiano de oscilação observado em reposta a dieta TR. Este tratamento prejudicou a resposta ao teste de tolerância à glicose induzidas pela dieta TR, sem interferir na secreção de insulina. Além disso, aboliu a variação temporal da expressão dos genes de relógio Per1 e RevErbα e dos genes relacionados ao metabolismo da glicose, a glicose-6-fosfatase, PEPCK e TRB-3 e da secreção de leptina. Assim, podemos concluir que a plasticidade do relógio biológico em se ajustar a esta nova pista temporal mostrou-se ser benéfica para o metabolismo da glicose. Esta plasticidade do sistema circadiano parece depender do canal TRPV1 porque a falta deste canal interferiu na sinalização da pista temporal (dieta TR) para o relógio biológico
Abstract: Feeding is a strong entrainment cue for the biological clock. The liver is the first organ to respond to time restricted feeding to the resting phase of the circadian rhythm of activity with alteration in expression of clock genes. This can compromise the glucose metabolism, which may lead to metabolic diseases. Transient receptor potential vanilloid1 (TRPV1) channel regulates glucose metabolism and its activation prevents hyperglycemia. Therefore, the aim of this study was to investigate the role of TRPV1 channel in the entrainment and in the metabolic changes induced by time restricted feeding (TR). For this purpose, adult Wistar rats were fed with normal chow in the resting phase or ad libitum (AD) for 21 days. From AD and TR animals, telemetric records were obtained to evaluate spontaneous locomotor activity (ALE) and core body temperature (Tinterna). Intraperitoneal glucose tolerance test (IPTTG) was performed at ZT 12 and ZT 22. And determination of oxygen consumption (VO2) was done between ZT 4 and 5 for the calculation of the energy expenditure (EE) and respiratory quotient (QR). Another group of AD and TR animals was euthanized at ZT 1 and at ZT 13 to obtain the trunk blood for insulin and leptin measurements by ELISA and the liver to analyse clock gene (Per1, Cry1, Cry2, RevErbα e Bmal1) and the metabolic genes expression (TRB-3 e glicose-6-fosfatase, PEPCK e PPARα) by qPCR. All these parameters were also evaluated in a group of TR animals previously subjected to resiniferatoxin (RTX) i.p. injection or its vehicle to desensitize TRVP1 channel in the abdominal cavity. TR feeding reduced the EE and increased the QR which resulted in smaller body weight gain. In addition, TR feeding entrained Tinterna and ALE rhythms, phase shifted Per1 and Bmal1 expression, and abolished the temporal variation of Cry1 e Reverbα. These changes were accompanied by abolishment of the temporal variation in the Pparα and glucose-6-phosphatase expression in the liver. Also, TR feeding increased insulin secretion at ZT 1 and phase-shifted the temporal variation of leptin serum levels, together with an improvement in the glucose tolerance. Although TRPV1 desensitization has anticipated the onset and acrophase of ALE and Tinterna rhythms, it did not alter the pattern of ALE and Tinterna induced by TR feeding. This treatment impaired the response in the IPTTG induced by TR feeding without affecting insulin secretion. Furthermore, it abolished the temporal variation in Per1, RevErbα, glucose-6-phosphatase, PEPCK, TRB-3 liver expression, and leptin secretion. Therefore, the ability of the biological clock to entrain to the new schedule of feeding improves glucose metabolism. This feature of the circadian time system seems to depend on TRPV1 channel because the lack of this channel interferes in the signaling of the temporal cue (TR feeding) to the biological clock.
Subject: Fisiologia
Ritmo circadiano
Relógios biológicos
Fígado
Atividade motora
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/1843/53572
Issue Date: 13-Dec-2019
metadata.dc.description.embargo: 13-Dec-2022
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