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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.
Número total de Autores: 13
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