SNC e Obesidade

Vale ressaltar que a obesidade não cursa apenas com modificações do tecido periférico16_{. Alterações no hipotálamo estão diretamente relacionadas com o} desenvolvimento de obesidade124-129_{, visto que ele desempenha papel chave no} controle alimentar43_{. Portanto, um dano à essa estrutura, seja ele funcional,} estrutural, genético ou iatrogênico, pode ocasionar a desregulação do controle energético e, consequentemente, o acúmulo anormal de gordura corporal17_.

Sabe-se que o cérebro é cuidadosamente protegido por uma BHE, a qual é predominantemente formada por junções apertadas entre as células endoteliais130_{. A} BHE tem como principal função controlar a entrada de nutrientes e células, incluindo células do sistema imunológico periférico, para o SNC. No entanto, determinadas áreas do cérebro, mais notavelmente uma parte do hipotálamo, não estão completamente protegidas pela BHE131 _{– chamadas de regiões circunventriculares.} O hipotálamo depende de sua interação com sangue, para captar os sinais enviados pelo tecido periférico sobre o status alimentar131_{, sendo assim, ele se torna mais} vulnerável às alterações nocivas encontradas no sangue130_.

Além disso, sob condições clínicas como um estado inflamatório, a BHE pode perder a sua integridade estrutural, tornando-se permeável à entrada de células imunitárias periféricas no SNC26,132_{. A este respeito, Buckman e} colaboradores26 _{mostraram que a obesidade induzida por dieta com alto teor de} gordura, em camundongos, levou ao aumento do recrutamento de monócitos para o SNC. Consequentemente, pode haver um aumento na expressão de citocinas pró- inflamatórias e produção de ERO pelas células imunitárias, contribuindo para o agravamento do dano neuronal26_.

Um apanhado de evidências sugere que uma dieta rica em gordura saturada leva a inflamação hipotalâmica, tendo como consequência a neurodegeneração10,133,134_{. Milanski e colaboradores}19 _{mostraram que ácidos graxos} com cadeia saturada são capazes de ativar receptores do tipo Toll-like 4 (TLR4, do inglês Toll-like receptor 4) no hipotálamo, sinalizando a expressão de citocinas pró- inflamatórias. Além disso, citocinas dos tecidos periféricos podem atuar no cérebro e induzir a produção de citocinas local. Nesse contexto, a ativação de células gliais, em especial a micróglia, desempenham um importante papel135_.

Micróglia são macrófagos residentes do SNC e desempenham funções na mediação de resposta inflamatória136,137_{. Elas contribuem para a função normal} cerebral138_{, no entanto, quando ativadas cronicamente, esses tipos celulares podem} representar uma grande fonte de dano neuronal24_{. Ao serem ativadas, as micróglias} liberam citocinas pró-inflamatórias21 _{e ERO}23 _{e a exposição prolongada dos} neurônios à esses compostos pode causar disfunção neuronal e contribui para o dano tecidual22,25_.

Destaca-se que o cérebro apresenta algumas particularidades que o torna mais exposto aos danos causados pelo estresse oxidativo83_{. A primeira delas refere-} se ao fato dessa estrutura possuir um alto teor de ácidos graxos insaturados, os quais são facilmente peroxidáveis83_{. Além disso, o cérebro demanda de uma grande} quantidade de ATP para desempenhar suas funções28_{, o que também o torna um} grande produtor de ERO139_{, além de possuir elevado teor em ferro e ascorbato em} algumas regiões do SNC, permitindo a geração ERO por meio da reação Fenton e Haber-Weiss83_{. Em contrapartida, o cérebro possui níveis diminuídos da enzima} antioxidante CAT, sendo mais exposto aos danos provocados pelas EROs139_.

Com relação ao estresse oxidativo no SNC, estudo de Ma e colaboradores30 demonstrou elevada formação de ERO, bem como disfunção mitocondrial no plasma e cérebro (tecido cerebral total, sem divisão de estruturas cerebrais) de animais induzidos a obesidade por dieta rica em gordura. Porém, esse achado não foi visto em animais resistentes a dieta. Freeman e colaboradores140 _{também demonstraram} que a obesidade induzida por dieta aumenta os níveis de estresse oxidativo no tecido cerebral, estando altamente relacionado com o nível de adiposidade. Além disso, estudos apontam que a obesidade está associada ao comprometimento da função cognitiva, ao prejudicar regiões como córtex pré-frontal141 _{e hipocampo}142_. Por outro lado, a relação da presença de marcadores inflamatórios, estresse oxidativo e disfunção mitocondrial especificamente no hipotálamo de animais obesos não está completamente esclarecida. Sendo assim, há uma necessidade de mais estudos que avaliem o efeito de uma dieta rica em gordura saturada sobre esses parâmetros no hipotálamo.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar o efeito da obesidade sobre parâmetros inflamatórios, de estresse oxidativo e metabolismo energético no hipotálamo de camundongos.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Quantificar os níveis das interleucinas IL-1β e IL-10 no hipotálamo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica;

Determinar os níveis de peroxidação lipídica (MDA) no hipotálamo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica;

Quantificar os níveis de carbonilação de proteínas no hipotálamo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica;

Avaliar a atividade da enzima antioxidante SOD no hipotálamo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica;

Avaliar a atividade da enzima CAT no hipotálamo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica;

Quantificar os níveis de GSH no hipotálamo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica;

Avaliar a atividade dos complexos I, II e IV da cadeia respiratória mitocondrial no hipotálamo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica;

Avaliar a atividade da enzima CK no hipotálamo de camundongos induzidos à obesidade por dieta hiperlipídica.

3. MÉTODOS

3.1 TIPO DE ESTUDO

Estudo quantitativo, do tipo experimental.

3.2 ANIMAIS

Foram utilizados camundongos (Mus musculus) machos, da linhagem Swiss, procedentes do biotério da Universidade Federal de Santa Catarina. Os animais possuíam 40 dias de idade, pesando aproximadamente 30g no início do experimento. Os mesmos foram alojados individualmente em gaiolas para camundongos, de modo a evitar brigas entre eles. Além disso, foram mantidos em ambiente climatizado, com ciclos de luminosidade de 12 horas e temperatura de 23±3°C.

3.3 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

Os animais foram divididos em dois grupos de estudo: grupo controle e grupo obeso. O grupo controle foi alimentado com ração normolipídica, enquanto que o grupo obeso foi submetido a um modelo animal de obesidade por dieta hiperlipídica. Ambos os grupos foram compostos por um total de 30 camundongos, totalizando 60 animais para a realização deste estudo.

A indução da obesidade teve uma duração de dez semanas e ao término desse período, o modelo da doença foi validado nos animais. Logo em seguida, eles foram mortos e os tecidos de interesse foram dissecados para as análises bioquímicas. O desenho experimental está representado na Figura 11.

Figura 11 - Desenho experimental para indução de obesidade e dosagens bioquímicas no hipotálamo dos camundongos.

3.3.1 Indução da obesidade

Diversos modelos de obesidade são baseados no consumo de dieta padronizada143_{. A escolha por este tipo de modelo de obesidade é bastante} apropriada, visto que se aproximam da gênese dessa doença em humanos, considerando o padrão de alimentação atual1_.

A fim de avaliar as alterações neuroquímicas em camundongos obesos, o presente estudo fez uso de uma dieta rica em lipídios. Este modelo de indução de obesidade apresenta validade de face e validade de construção, uma vez que animais alimentados com dieta hiperlipídica apresentam ganho de peso, bem como alterações metabólicas144_{, mimetizando a doença dos humanos. Também apresenta} validade preditiva, visto que camundongos obesos perdem peso após tratamento com fármaco convencional (sibutramina)144_.

O protocolo para indução da obesidade, bem como a composição das dietas foram baseados em estudos prévios145,146_{. O grupo controle foi alimentado com dieta} normolipídica (contendo 10% de calorias provenientes de lipídios com cadeia insaturada) e o grupo obeso recebeu uma dieta hiperlipídica, a qual forneceu mais calorias (5.358 Kcal/Kg) (Tabela 1) e teve maior percentual de gordura que a dieta

normolipídica (contendo um total de 59% de calorias provenientes de lipídios, sendo 52,4% correspondente à gordura saturada) (Tabela 2). Ambas as rações foram adquiridas da empresa PRAGSOLUÇÕES Biociências, especializada em desenvolvimento e produção de dietas padronizadas para experimentação animal.

Tabela 1 - Composição e valor calórico das dietas normolipídica e hiperlipídica, a cada 1000g.

Ração normolipídica Ração hiperlipídica

Ingredientes g/kg kcal/kg g/kg kcal/kg

Amido de milho 427,5 1710 115,5 462 Caseína 200 800 200 800 Sacarose 132 528 132 528 Amido dextrinizado 100 400 100 400 Óleo de soja 40 360 40 360 Banha de porco - - 312 2808 Celulose 50 - 50 - Mix de minerais 35 - 35 - Mix de vitaminas 10 - 10 - L-Cistina 3 - 3 - Bitartarato de colina 2,5 - 2,5 - Butil hidroxitolueno 0,028 - 0,028 - Total 1000,028 3798 1000,028 5358

Tabela 2 - Percentual de calorias provenientes dos macronutrientes das dietas utilizadas.

Macronutrientes (%Kcal) Ração controle Ração hiperlipídica

Carboidratos 69 % 26 %

Proteínas 21 % 15 %

Lipídios 10 % 59 %

Todos os animais tiveram livre acesso à água e comida durante o experimento, o qual teve dez semanas de duração. Durante esse período, o consumo alimentar foi mensurado diariamente, e ao término das dez semanas de experimento, a obesidade dos animais foi confirmada por meio da avaliação do peso corporal e peso da gordura visceral.