Papel da transidrogenase de nucleotídeo de nicotinamida mitocondrial (NNT) no metabolismo glicídico e no metabolismo lipídico

Autor(es)

Juliana Cristine Rovani

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2018-08-31

Membros da banca

Helena Coutinho Franco de Oliveira; Tiago Rezende Figueira; Helena Cristina Barbosa Sampaio; Leonardo dos Reis Silveira; Valeria Sutti Nunes

• Orientador: Helena Coutinho Franco de Oliveira

Resumo

A transidrogenase de nucleotídeo de nicotinamida mitocondrial (NNT) é a principal enzima geradora de NA(D)PH em mitocôndrias, o qual é utilizado para detoxificação de peróxido de hidrogênio mitocondrial. Estudos prévios mostraram que a mutação nessa enzima está associada a alterações do estado redox de mitocôndrias, redução de secreção de insulina e aumento de obesidade induzida por dieta em animais C57BL/6J provenientes do Jackson Laboratory (B6-J) quando comparados a linhagens sem esta mutação (por exemplo, C57BL/6JUnib e C57BL/6N). Neste trabalho, investigamos o metabolismo glicídico e lipídico visando entender o papel da NNT na suscetibilidade ao diabetes e à obesidade. Para tanto, estudamos sub-linhagens C57BL6 isogênicas independentes, com e sem mutação da NNT, B6-J e B6-UNI, respectivamente, assim como linhagens congênicas (com >99% de homogeneidade de background genético) com e sem a mutação da NNT (NNT-/- vs NNT+/+). Estes estudos foram realizados tanto com dieta normal (padrão) quanto sob dieta hiperlipídica (high fat ¿ HF, 20 semanas). No primeiro estudo avaliamos o efeito da NNT sobre a homeostase glicêmica. Observamos que, em relação aos não mutantes (B6-UNI), os animais deficientes de NNT (B6-J) apresentaram intolerância à glicose, tanto por deficiência de secreção de insulina quanto por resistência periférica ao hormônio. Nas ilhotas pancreáticas, além da redução de secreção de insulina estimulada por glicose, houve redução de autofluorescência de NAD(P)H e aumento de produção de H2O2. Verificamos também que os animais deficientes de NNT apresentaram resistência hepática à insulina determinada pelo teste de conversão de piruvato à glicose e pela redução da sinalização hepática da insulina (fosforilação da AKT). Todos estes achados foram observados tanto em dieta normal como em HF. No entanto, em linhagens congênicas, demonstramos que os animais deficientes de NNT (NNT-/-) também eram intolerantes à glicose, porém com a função secretória de insulina preservada, tanto em dieta normal quanto em HF. A intolerância à glicose nos animais NNT-/- é explicada pela maior resistência periférica à insulina, de modo global (teste de tolerância à insulina) e hepática (conversão de piruvato a glicose e fosforilação da AKT). Baseado em estudos prévios mostrando anormalidades redox em mitocôndrias hepáticas com deficiência de NNT, nossa hipótese é de que estas anormalidades são responsáveis pela resistência hepática à insulina. Assim, tratamos os animais por um mês com o antioxidante TEMPOL, o que de fato reverteu a intolerância à glicose causada pela deficiência de NNT. Assim, concluímos que a NNT é importante para sinalização hepática de insulina, mas não altera a secreção de insulina. Provavelmente outras diferenças genéticas entre as linhagens B6-J e B6-UNI são responsáveis pelo comprometimento da secreção de insulina estimulada por glicose nos animais C57BL/6J. No segundo estudo avaliamos o papel da NNT sobre o metabolismo lipídico. Observamos que os animais B6-J deficientes em NNT apresentam aumento de adiposidade corporal e de triglicérides (TG) hepáticos, aumento de leptinemia e redução de metabolismo corporal (respirometria). Estes achados foram obtidos tanto em dieta normal quanto em dieta HF. O aumento de gordura hepática pode ser explicado por aumento de retenção de lípides da dieta. Quando investigamos as linhagens congênicas, observamos que os animais NNT-/- só permanecem mais obesos quando em dieta hiperlipídica, enquanto a esteatose hepática está presente tanto em dieta normal quanto em HF. Os mecanismos responsáveis pela esteatose hepática estão associados à redução de secreção hepática de VLDL-TG. Assim, propomos que a disfunção mitocondrial prejudica a sinalização da insulina, sendo a resistência à insulina determinante do acúmulo lipídico hepático, principalmente por comprometer a secreção de VLDL. Em síntese, a deficiência da NNT é determinante da adiposidade induzida por dieta, mas não explica diferenças nos depósitos adiposos em dieta normal observadas nas linhagens C57BL6 independentes. O aumento da adiposidade induzido por dieta é explicado por redução do metabolismo corporal e a esteatose hepática pela resistência à insulina nos animais deficientes de NNT (AU)

• Processo FAPESP: 14/02819-0 - Estudo das alterações do metabolismo glicídico e lipídico em modelo com deficiência da transidrogenase de nucleotídeo de nicotinamida mitocondrial (NNT).
• Beneficiário: Juliana Cristine Rovani Rodrigues
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado