Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/70297
Type: Tese
Title: Dinamismo mitocondrial em resposta ao jejum de 24 horas em camundongos magros e com obesidade
Authors: Adaliene Versiani Matos Ferreira
First Advisor: Adaliene Versiani Matos Ferreira
First Referee: Fernanda Marques da Cunha
Second Referee: Marcus Fernandes de Oliveira
Third Referee: Dawit Albieiro Pinheiro Gonçalves
metadata.dc.contributor.referee4: Paula Gargi de Souza
Abstract: Introdução: A obesidade é caracterizada pelo acúmulo de gordura corporal determinado, em parte, pelo balanço energético positivo e disfunções celulares diversas, incluindo a disfunção mitocondrial. As mitocôndrias são organelas dinâmicas e essenciais para o processo de remodelamento do tecido adiposo, uma vez que são responsáveis por oxidar substratos energéticos e fornecer energia. Assim, durante a obesidade a inflexibilidade metabólica pode ser dificultador da oxidação preferencial de gordura pelas mitocôndrias, podendo comprometer diretamente no remodelamento do tecido adiposo. Contudo, não está claro como as mitocôndrias de tecidos com alta capacidade oxidativa ou ainda em depósitos adiposos, respondem às estratégias para perda de peso no contexto da obesidade. Portanto, nesse trabalho avaliamos como se dá a dinâmica mitocondrial em diferentes tecidos e em diferentes idades, frente ao desafio de jejum de 24h em camundongos magros e com obesidade. Métodos: Camundongos machos c57/bl6 foram divididos em grupos magros e com obesidade induzida por dieta e em grupos de camundongos jovens e adultos. Posteriormente os camundongos de ambos os grupos foram submetidos ao jejum de 24h e em seguida eutanasiados. Avaliamos marcadores metabólicos sistêmicos, coeficiente respiratório (RQ), marcadores de biogênese e dinâmica mitocondrial no tecido adiposo inguinal (IAT) e epididimal (EAT), fígado e no gastrocnêmio. Além disso, examinamos a ultraestrutura mitocondrial e a interação entre mitocôndrias e retículo endoplasmático (ER) usando microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Resultados: Os camundongos magros apresentaram redução de peso e tecidos adiposos após o jejum de 24h, o que não foi observado nos camundongos com obesidade e nos camundongos adultos. Além disso, os camundongos com obesidade e os adultos exibiram inflexibilidade metabólica, pois não alteraram seu RQ após o jejum. As mitocôndrias do IAT, fígado e gastrocnêmio dos camundongos magros mostraram característica de fusão mitocondrial após o jejum, assim como aumento da interação entre ER-mitocôndria. Em contraste, as mitocôndrias dos camundongos com obesidade permaneceram menores e mais circulares após o jejum, demonstrando menor dinamismo comparado aos camundongos magros. No entanto, esses achados foram sítio específico uma vez que no EAT foi observado o inverso, mitocôndrias com fenótipo de fissão. Além disso, de maneira interessante vimos que as mitocôndrias do IAT e fígado dos camundongos com obesidade apresentaram leve aumento da interação ERmitocôndria, se assemelhando ao padrão de interação visto nos camundongos magros. Porém, esse estímulo não ocorreu da mesma forma no gastrocnêmio dos camundongos com obesidade. Conclusões: Nossos resultados sugerem que tanto a obesidade quanto o passar da idade parecem comprometer a homeostase celular de forma que tanto a inflexibilidade metabólica quanto a disfunção mitocondrial estão associadas ao menor remodelamento do tecido adiposo em resposta ao desafio de jejum de 24h. Por outro lado, o jejum agudo parece ser um estímulo estressor que restaura parcialmente a comunicação ER-mitocôndria na obesidade em alguns sítios.
Abstract: Introduction: Obesity is characterized by the accumulation of body fat determined, in part, by positive energy balance and various cellular dysfunctions, including mitochondrial dysfunction. Mitochondria are dynamic and essential organelles for the adipose tissue remodeling process, as they are responsible for oxidizing energy substrates and providing energy. Thus, during obesity, metabolic inflexibility can hinder the preferential oxidation of fat by mitochondria, which can directly compromise the remodeling of adipose tissue. However, it is not clear how mitochondria in tissues with high oxidative capacity or in adipose depots respond to weight loss strategies in the context of obesity. Therefore, in this work we evaluated how mitochondrial dynamics occur in different tissues and at different ages, faced with the challenge of 24-hour fasting in lean and obese mice. Methods: Male c57/bl6 mice were divided into lean and diet-induced obesity groups and into groups of young and adult mice. Subsequently, mice from both groups were fasted for 24 hours and then euthanized. We evaluated systemic metabolic markers, respiratory coefficient (RQ), biogenesis markers and mitochondrial dynamics in inguinal adipose tissue (IAT) and epididymal adipose tissue (EAT), liver and gastrocnemius. Furthermore, we examined mitochondrial ultrastructure and the interaction between mitochondria and endoplasmic reticulum (ER) using transmission electron microscopy (TEM). Results: Lean mice showed a reduction in weight and adipose tissue after fasting for 24 hours, which was not observed in obese mice and adult mice. Furthermore, obese mice and adults exhibited metabolic inflexibility as they did not change their RQ after fasting. Mitochondria from the IAT, liver and gastrocnemius of lean mice showed characteristic mitochondrial fusion after fasting, as well as increased ER-mitochondria interaction. In contrast, mitochondria from obese mice remained smaller and more circular after fasting, demonstrating less dynamism compared to lean mice. However, these findings were site specific since the opposite was observed in EAT, mitochondria with a fission phenotype. Furthermore, interestingly we saw that mitochondria from the IAT and liver of mice with obesity showed a slight increase in ER-mitochondria interaction, resembling the interaction pattern seen in lean mice. However, this stimulus did not occur in the same way in the gastrocnemius of mice with obesity. Conclusions: Our results suggest that both obesity and aging appear to compromise cellular homeostasis in such a way that both metabolic inflexibility and mitochondrial dysfunction are associated with less remodeling of adipose tissue in response to the 24-hour fasting challenge. On the other hand, acute fasting appears to be a stressful stimulus that partially restores ER-mitochondria communication in obesity in some sites.
Subject: Fisiologia
Mitocôndrias
Microscopia Eletrônica de Transmissão
Jejum
Obesidade
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/1843/70297
Issue Date: 15-Dec-2023
metadata.dc.description.embargo: 15-Dec-2025
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