Alterações na desnutrição

A perda de massa corpórea é o mais antigo e mais prático sinal preditor para avaliação da desnutrição. Este grau de perda é um importante parâmetro porque, apesar de simples, se correlaciona com as alterações fisiopatológicas, com a evolução clínica e indicam quais os indivíduos que provavelmente vão se beneficiar de suporte nutricional intensivo (BECK, 1998).

Os primeiros resultados desse trabalho dizem respeito à ausência de ganho ponderal e à redução da massa corpórea (4,8%) dos camundongos após 7 dias recebendo uma dieta multideficiente, a DBR. A queda da massa corpórea em função da ingestão de dietas deficientes em proteínas é um dado que vem se repetindo em vários estudos (TEODOSIO et al., 1990, MEDEIROS et al., 2008). Entretanto, esses estudos utilizaram ratos e tinham protocolo experimental superior à 4 semanas de ingesta deficitária. Em 2009, MALAFAIA et al., demonstraram que mesmo em períodos curtos de observação (7-14 dias) houve uma redução significativa da massa corpórea de camundongos Swiss submetidos à desnutrição proteica. O trabalho de BARROS et al., demonstrou em 2006 que quando ratas wistar eram alimentadas com DBR durante a lactação, os filhotes apresentaram redução no ganho de peso corporal já no segundo dia de vida.

Animais alimentados com dietas deficientes em proteínas apresentaram redução do consumo de ração, o que pode explicar, a intensa perda de massa corpórea dos animais (VITURI et al., 2008). Em modelo experimental murino de desnutrição, fêmeas alimentadas com DBR por 31 dias apresentaram menor consumo de comida quando comparado ao grupo controle (UENO et al., 2011). Por outro lado, tanto o metabolismo de carboidratos quanto o de proteínas sofrem influência da carência de proteínas da dieta, apresentando redução dos estoques de glicogênio e proteínas musculares e hepáticas, o que pode colaborar para a rápida diminuição da massa corpórea diante de uma situação de deficiência de proteínas na dieta (LOVE, 1986).

Como a perda ponderal isolada é um indicador imperfeito da desnutrição, foi realizada nesse trabalho, análise morfométrica da arquitetura vilo-cripta ileal dos camundongos a partir do terceiro dia do inicio da dieta com DBR. A mucosa

intestinal de mamíferos é um dos tecidos de maior replicação no corpo e estudos cinéticos em roedores demonstraram que o epitélio do intestino delgado é completamente substituído a cada dois a três dias e, por isso, são comumente usados em modelos para avaliar o processo de adaptação intestinal (ZIEGLER et al, 2003; DROZDODWSKI et al., 2009). É no intestino delgado que ocorrem os primeiros passos no catabolismo e absorção de nutrientes em animais e é, desta forma, o local dos mecanismos regulatórios que podem ser alterados pela redução da ingesta de nutrientes (FERRARIS;CAREY, 2000).

As adaptações morfológicas decorrentes da desnutrição já foram bem estudadas, incluindo diminuição da altura do vilo, da profundidade da cripta, da área de superfície e do número de células epiteliais (SHAW; GOHIL; BASSON, 2012). Em ratos e camundongos, microvilosidades e vilosidades amplificam a superfície intestinal por 50-80 e 5-10 vezes, respectivamente. Portanto, mudanças na altura, largura e densidade por unidade de área das microvilosidades e vilosidades, são indicadores importantes de alterações intestinais induzidas pelo jejum e pela desnutrição. O mecanismo envolve tanto a diminuição da proliferação de células epiteliais do intestino quanto o aumento da apoptose (CHAPPELL et al., 2003). Em modelo experimental de desnutrição com DBR por 31 dias, a análise morfométrica da arquitetura vilo-cripta jejunal revelou significativa redução na altura dos vilos, na profundidade das criptas e na relação vilo/cripta quando comparado ao grupo controle (UENO et al., 2011).

O intestino tem uma capacidade inerente de se adaptar morfológica e funcionalmente, em resposta a estímulos ambientais internos e externos, inclusive jejum e desnutrição. O aumento na absorção de nutrientes a partir deste processo compensa a perda de área de superfície de absorção da mucosa e minimiza a má absorção que poderiam ocorrer de outra forma. Portanto, a adaptação intestinal tem implicações importantes para o potencial de sobrevivência e bem-estar do hospedeiro (DROZDODWSKI; CLANDININ;THOMSON, 2009).

Nesse trabalho, o modelo de desnutrição aguda em camundongos alimentados com DBR por 7 dias causou redução significativa da altura dos vilos, apesar de não termos encontrado alterações significativas das criptas. Esse dado é coerente com outros estudos que encontraram alterações na superfície intestinal relacionadas à desnutrição ou ao jejum, são principalmente devido à redução da altura dos vilos (FERRARIS;CAREY, 2000, ZIEGLER et al., 2003). Assim, esses

resultados confirmam que neste modelo ocorrem alterações estruturais no intestino delgado. Entretanto as alterações funcionais ainda precisavam ser estudadas.

Os mecanismos moleculares das alterações adaptativas intestinais à privação quantitativa ou qualitativa de nutrientes ainda são pouco esclarecidos. Vários estudos com roedores têm investigado os efeitos de mudanças no estado nutricional na transcrição gênica intestinal, por exemplo, dos transportadores de nutrientes intestinais (ADIBI, 2003; GILBERT et al., 2008; HINDLET et al., 2009; WAYHS et al., 2011). As proteínas de transporte na borda em escova da membrana representam a mais importante diferenciação funcional do intestino delgado. Estudos mostraram que alguns transportadores de nutrientes são sensíveis à alterações do estado nutricional (SHAW; GOHIL; BASSON, 2012).

A captação de glicose e galactose pelos enterócitos é mediada por uma proteína co-transportadora de sódio-glicose/galactose (SGTL-1) localizada na borda em escova da membrana (WRIGHT, 1993; JOHNSON et al., 2012). Vários estudos estabeleceram que o SGTL-1 tem sua abundância e atividade regulada por componentes da dieta (MIYAMOTO et al., 1993; DYER et al., 1997; DROZDOWSKI; THOMSON, 2006, SCHEEPERS; JOOST, SCHURMANN, 2004).

Nosso estudo mostrou redução significativa na expressão do RNAm do SGTL-1 em camundongos que receberam DBR por 7 dias. Vários estágios ocorrem entre a transcrição e o fim da síntese proteica e, assim, a expressão da proteína do SGTL-1 pode não estar diretamente relacionada ao nível de RNAm (WAYHS et al., 2011). Contudo, nesse estudo quando avaliamos o íleo de camundongos desnutridos por imunohistoquímica e microscopia confocal, encontramos uma redução significativa da expressão da SGTL-1, ratificando os dados encontrados com análise de RT-qPCR.

Estudos mostraram que a densidade dos transportadores de glicose no intestino aumentam monotonicamente com os níveis de carboidrato na dieta (FERRARIS, 2001). Entretanto, crianças desnutridas mostraram diminuição do mRNA do receptor SGTL-1 associada à atrofia de vilo (NICHOLS et al., 1995). JUMP e CLARKE demonstraram em 1999, que mudanças nos ácidos graxos da membrana, decorrente de dietas com baixo teor de gordura, poderiam afetar a permeabilidade da membrana intestinal e a conformação de proteínas transportadoras, além de alterar o sinal intracelular para expressão do mRNA dos transportadores proteicos. Em adição, dietas com baixo teor de proteínas,

principalmente em animais jovens, cuja necessidade calórica e proteica é maior, podem diminuir a capacidade de síntese proteica e a consequente expressão do transportador intestinal para glicose (DAS et al., 2004). A DBR, apesar de isocalórica apresenta maior oferta de carboidrato quando comparada à ração padrão do grupo controle. Entretanto, os baixos níveis de gorduras e proteínas desta ração (TABELA 1) poderiam explicar a redução na expressão do SGTL-1. Como discutido anteriormente, esses animais podem ter apresentado redução na quantidade de ração ingerida e apesar de quantidade relativa de glicose ser maior que a dieta padrão, a quantidade absoluta pode ter sido inferior. Encorremos em erro quando não registramos essa variável (quantidade de comida ingerida) no nosso estudo.

O sistema N refere-se a um sistema de transporte acoplado ao Na+ que é específico para a glutamina, asparagina, e histidina. Este sistema de transporte é expresso na membrana da borda em escova de células da cripta intestinal. Duas proteínas diferentes foram identificadas ao nível molecular que medeiam o transporte glutamina, SN1 e SN2, sendo o SN2 predominantemente responsável pela absorção de glutamina através da membrana da borda em escova das células da cripta intestinal (TALUKDER et al., 2008). O SN2 transporta os aminoácidos de uma forma acoplada ao Na+, em troca de H+ intracelular. Consequentemente, a atividade de transporte de SN2 está associada com a alcalinização intracelular (JONHSON et al., 2012).

Nossos resultados mostraram aumento significativo na expressão do RNAm para o transportador SN-2 em camundongos desnutridos com DBR, que hipotetizamos ser devido a sua localização predominante na cripta, sendo poupado da atrofia do vilo causada pela desnutrição. Estudos levantaram a hipótese de que o transportador SN-2 das criptas intestinais funcionaria como uma reserva para absorção de glutamina em condições onde as células dos vilos estariam atrofiadas, e teriam assim mais acesso aos nutrientes do lúmen intestinal (TALUKDER et al., 2008).

A arginina é predominantemente transportada através da membrana intestinal por um transportador de aminoácidos catiônicos 1 (CAT-1), sódio independente e de alta afinidade (DEVES; BOYD, 1998). Estudos em culturas de células de ratos, mostraram que estados catabólicos aumentam o transporte intestinal de arginina (PAN et al., 2004). HATZOGLOU et al., descreveram em 2004, que os níveis de RNAm para CAT-1 estão aumentados quando há limitação de

aminoácidos essenciais e não se alteram quando há deficiência de aminoácidos não essenciais. Nesse estudo, a expressão de RNAm do transportador CAT-1 não mostrou alteração significativa do grupo desnutrido em relação ao grupo controle. Considerando que a arginina é uma aminoácido condicionalmente essencial, o tempo curto da desnutrição pode não ter sido suficiente par depletar os estoques de arginina.

Os transportadores de oligopeptídeos acoplados à protóns (PEPT-1) presentes na membrana apical dos enterócitos são responsáveis pela absorção dos produtos da digestão de proteínas do lúmen intestinal para as células epiteliais (DANIEL, 2004). Admite-se que a regulação gênica do PEPT-1 é, entre outros fatores, regulada pela dieta (ADIBI, 2003; GILBERT et al., 2008). Por curtos períodos, tanto o jejum (1 a 4 dias) como a nutrição parenteral total (7 dias) aumentaram os níveis de RNAm do PEPT-1 da borda em escova da membrana do jejuno de ratos (BAUER et al, 2011). O aumento da expressão e atividade de PEPT- 1 durante a privação de alimentos ou restrição pode servir como um mecanismo para compensar uma superfície de mucosa reduzida (BARBOT et al., 2003).

Nessa pesquisa, contrariamente, ocorreu redução significativa na expressão do RNAm para PEPT-1 no íleo de camundongos desnutridos com DBR. Estudo com galinhas que receberam dietas contendo proteínas de baixa qualidade, mostrou diminuição na expressão de PEPT-1 em jejuno do 3º ao 7º dia seguido por um aumento na expressão depois desse período. (GILBERT et al., 2008). Como no nosso modelo experimental a amostra de íleo foi colhida no 7º dia de DBR, não sabemos se após esse período ocorreria um aumento da expressão do PEPT-1.

Juntos, esses resultados confirmam que neste modelo de desnutrição aguda com DBR ocorrem alterações estruturais no intestino delgado, entretanto as alterações funcionais ainda precisavam ser estudadas. Utilizamos então, modelo in vivo de perfusão intestinal para avaliar transporte de água e eletrólitos em camundongos desnutridos.

A nutrição adequada é necessária para preservar a função do TGI uma vez que a desnutrição causa alteração no fluxo sanguíneo intestinal, na arquitetura dos vilos e na permeabilidade intestinal, podendo resultar em diarreia (SAUNDERS; SMITH; STROUD, 2010). É conhecido o importante papel do estado nutricional nas doenças diarreicas (GUERRANT et al., 2008).

intestinal com uma solução de ringer modificada em camundongos desnutridos, observamos aumento da secreção de água e eletrólitos (sódio, potássio e cloreto) e da osmolaridade do líquido luminal quando comparado ao grupo nutrido submetido ao mesmo protocolo de perfusão, semelhante a um evento diarreico. Deste modo, a desnutrição aguda por DBR em camundongos causou tanto alterações na morfologia e na expressão de transportadores intestinais quanto alterações nos transportes de íons e eletrólitos.

Alguns trabalhos mostram que os efeitos da atrofia intestinal secundária à desnutrição ou nutrição parenteral total é revertido rapidamente quando dietas enterais contendo proteínas e carboidratos complexos são administrados por via enteral (ZIEGLER et al., 2003). Nesse trabalho observamos que quando os camundongos desnutridos foram perfundidos com diferentes soluções de reidratação oral contendo glicose, glutamina, alanil-glutamina e arginina, apresentaram redução na secreção de eletrólitos e diminuição na osmolaridade do perfusato intestinal. As soluções com glicose, alanil-glutamina e arginina apresentaram também diminuição da secreção de água. Assim, observamos que mesmo períodos curtos de exposição (75 min) à diferentes nutrientes foram capazes de reduzir os efeitos funcionais da desnutrição em camundongos. Entretanto, seria interessante observar se após esse período de exposição a esses nutrientes, houve além da recuperação funcional, mudança na morfometria ou na expressão de proteínas transportadoras intestinais.