Efeitos da nutrição na infância precoce no desenvolvimento do tecido adiposo

Abstract

Introdução: A obesidade e o excesso de peso têm uma etiologia multifactorial que resulta da interacção de factores genéticos e ambientais. Estas condições apresentam uma elevada prevalência nos países ocidentais e actualmente nos países em desenvolvimento. O tecido adiposo tem uma função importante na regulação da resposta inflamatória associada à obesidade. As alterações nutricionais no período pré e pós natal podem ter consequências futuras na função do tecido adiposo. A nutrição influencia a reprogramação de respostas inflamatórias através de alterações da expressão genética. Objectivo: O objectivo deste estudo foi determinar a relação entre a restrição alimentar durante a gestação, associada ou não a crescimento pós-natal acelerado, e a expressão genética de marcadores inflamatórios no tecido adiposo subcutâneo de animais jovens. Material e métodos: Um grupo de ovelhas com gestação gemelar foi alimentado de acordo com as suas necessidades energéticas (R; n=10) e outro grupo com restrição nutricional de 60% deste valor (N; n=10) desde os 110 dias de gestação até ao termo (147 dias). Em dez crias de cada grupo foi promovido o crescimento pós-natal acelerado (A) e nas restantes o crescimento foi limitado (S). As crias foram eutanasiadas aos 17 meses de vida. Amostras de tecido adiposo subcutâneo foram colhidas e conservadas a - 80ºC até à análise de mRNA para os genes que codificam a adiponectina, leptina, interleucina (IL) -6 e -18, monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), factor de necrose tumoral (TNF)-α, toll-like receptor (TLR)-4, fat mass and obesity-associated (FTO) gene e glucose-responsive protein (GRP) 78 utilizando a técnica de polymerase chain reaction em tempo real. 7 Resultados: O peso de nascimento encontrava-se diminuído após restrição calórica materna. Aos 17 meses de idade o peso corporal e quantidade de massa gorda eram semelhantes entre os grupos. A expressão genética de adiponectina encontrava-se diminuída nas fêmeas que sofreram crescimento pós-natal acelerado (NS: 0.671±0.21, NA: 0.22±0.04 (p <0.05)). A quantidade de mRNA para FTO e IL-6 estava diminuída, no grupo do sexo feminino que sofreu restrição nutritiva in utero (ex. FTO - RA: 1.3±0.3, NA: 0.56±0.04 p <0.05)). Não houve alterações significativas na determinação de leptina, TNF-α, MCP-1, TLR-4, IL-18 ou GRP-78 em nenhuma intervenção. Conclusões: O tecido adiposo subcutâneo apresenta alterações limitadas na sua expressão genética após a manipulação do meio nutricional pré e pós-natal. As principais alterações estão relacionadas com o aumento ponderal após o nascimento, período durante o qual há maior deposição de tecido adiposo. Apesar da quantidade de tecido adiposo ser semelhante há diferenças na expressão genética entre os grupos que podem ter consequências na idade adulta.

Introduction: Obesity and overweight have a multifactorial aetiology. Genetics and environment interact and have a different impact in establishing a condition with high prevalence in industrialized countries and also in developing countries. Adipose tissue plays an important role in regulating inflammatory responses related to obesity. Changes in both the pre and postnatal nutritional environment can have a long term impact on adipose tissue function in the offspring. This includes a resetting of inflammatory and related responses as a consequence of changes in gene expression. Objectives: The aim of my thesis was, therefore, to determine the extent to which exposure to a nutrient restricted diet in late gestation, with or without accelerated postnatal growth, determines gene expression of inflammatory markers in subcutaneous adipose tissue of young adult offspring. Material and methods: Pregnant twin-bearing sheep were either fed to requirements (R; n=10) or nutrient restricted to 60% of this amount (N; n=10) from 110 days up to term (147 days). Ten offspring in each group were then reared by their mother as singletons in order to promote postnatal growth (accelerated weight gain – A). Ten twin offspring from N group were reared by their mother together in order to restrict postnatal growth (standard weight gain – S). Offspring were humanely euthanized at 17 months of age, adipose tissue was sampled and stored at -80oC until analysis of mRNA abundance for the genes encoding adiponectin, leptin, interleukin-6 (IL-6), monocyte chemoattractant protein (MCP) 1, tumor necrosis factor (TNF) α, toll-like receptor (TLR) 4, IL-18 fat mass and obesity-associated (FTO) gene and glucose-responsive 9 protein (GRP)78 using real-time PCR. Appropriate institutional animal ethics committee approval was obtained. Results: Following maternal caloric restriction, birth weight was reduced. At 17 months of age mean body weight was similar between groups as was total fat mass. Gene expression for adiponectin was decreased in females with accelerated postnatal growth (NS: 0.671±0.21, NA: 0.22±0.04 (p<0.05)) whereas mRNA abundance for the FTO and IL-6 genes were both reduced by maternal nutrient restriction (e.g. FTO - RA: 1.3±0.3, NA: 0.56±0.04 p<0.05)). There were no changes in mRNA abundance for leptin, TNF- α, MCP-1, TLR-4, IL-18 or GRP-78 with any of the interventions. Conclusion: Subcutaneous adipose tissue exhibits limited changes in gene expression following manipulation of either the pre and postnatal nutritional environments. Postnatal growth coincides with the period in which significant amounts of subcutaneous adipose tissue are being deposited and is a critical period to determine adipocyte function. Even though fat mass quantity is similar between the different groups there are significant changes in gene expression programming that may influence adult life health.