Futile cycle of beta-oxidation and de novo lipogenesis are associated with essential fatty acids depletion in lipoatrophy

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Chaves-Filho, Adriano B. ; Peixoto, Albert S. ; Castro, Erique ; Oliveira, Tiago E. ; Perandini, Luiz A. ; Moreira, Rafael J. ; Da Silva, Railmara P. ; Da Silva, Beatriz P. ; Moretti, Eduardo H. ; Steiner, Alexandre A. ; Miyamoto, Sayuri ; Yoshinaga, Marcos Y. ; Festuccia, William T.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-MOLECULAR AND CELL BIOLOGY OF LIPIDS; v. 1868, n. 3, p. 14-pg., 2022-12-20.

Resumo

Total absence of adipose tissue (lipoatrophy) is associated with the development of severe metabolic disorders including hepatomegaly and fatty liver. Here, we sought to investigate the impact of severe lipoatrophy induced by deletion of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR gamma) exclusively in adipocytes on lipid metabolism in mice. Untargeted lipidomics of plasma, gastrocnemius and liver uncovered a systemic depletion of the essential linoleic (LA) and alpha-linolenic (ALA) fatty acids from several lipid classes (storage lipids, glycerophospholipids, free fatty acids) in lipoatrophic mice. Our data revealed that such essential fatty acid depletion was linked to increased: 1) capacity for liver mitochondrial fatty acid beta-oxidation (FAO), 2) citrate synthase activity and coenzyme Q content in the liver, 3) whole-body oxygen consumption and reduced respiratory exchange rate in the dark period, and 4) de novo lipogenesis and carbon flux in the TCA cycle. The key role of de novo lipogenesis in hepatic steatosis was evidenced by an accumulation of stearic, oleic, sapienic and mead acids in liver. Our results thus indicate that the simultaneous activation of the antagonic processes FAO and de novo lipogenesis in liver may create a futile metabolic cycle leading to a preferential depletion of LA and ALA. Noteworthy, this previously unrecognized cycle may also explain the increased energy expenditure displayed by lipoatrophic mice, adding a new piece to the metabolic regulation puzzle in lipoatrophies. (AU)

• Processo FAPESP: 16/23169-9 - Envolvimento de mTORC1 e 2 e de PPARgama no controle do perfil leucocitário, recrutamento e ativação do tecido adiposo marrom e bege induzidos pela exposição ao frio
• Beneficiário: Érique de Castro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 17/23040-9 - Caracterização do envolvimento de mTORC2 na progressão da esteatose hepática, esteatopatite e hepatocarcinoma induzido pela deleção de PTEN em hepatócitos
• Beneficiário: Álbert Souza Peixoto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 20/04159-8 - Biologia e envolvimento de mTORC2 e mTORC1 no desenvolvimento da esteatose hepática e progressão para esteatohepatite e hepatocarcinoma
• Beneficiário: William Tadeu Lara Festuccia
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/03418-0 - Hipotermia na Sepse: causas e consequências
• Beneficiário: Alexandre Alarcon Steiner
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 20/09399-7 - Desenvolvimento de hipotermia na inflamação sistêmica: a hipótese da hipóxia encefálica.
• Beneficiário: Eduardo Hermogenes Moretti
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 20/12969-0 - Metabolismo oxidativo do ácido úrico e a relação com a progressão da Sepse
• Beneficiário: Railmara Pereira da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/26473-9 - Efeito do hydroperoxido de urato sobre a polarização de macrófagos
• Beneficiário: Beatriz Pereira da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 13/07937-8 - Redoxoma
• Beneficiário: Ohara Augusto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 15/19530-5 - Caracterização do envolvimento do sensor de nutrientes mTOR no desenvolvimento de doenças metabólicas crônicas associadas à obesidade
• Beneficiário: William Tadeu Lara Festuccia
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/11156-5 - Efeitos da obesidade e lipodistrofia severa na oxidação e peroxidação de lipídeos: envolvimento destas moléculas na inflamação e resistência à insulina
• Beneficiário: Adriano de Britto Chaves Filho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/17660-0 - Descoberta de novos fatores de transcrição envolvidos no desenvolvimento da esteatose, esteatopatite e câncer hepático
• Beneficiário: Luiz Augusto Buoro Perandini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado