Epicardial adipose tissue biology

Abstract

Apenas nas últimas décadas os estudos mostraram que o tecido adipose era mais do que um órgão capaz de armazenar gordura, como era considerado até então. O tecido adiposo epicardial (TAE) e um tipo específico de gordura que envolve cerca de 80% do coração. Em condições fisiológicas normais, TAE é responsável pela secreção de várias biomoléculas que exercem um efeito protetivo nos cardiomiócitos e artérias coronárias, uma vez que é capaz de regular tanto funções metabólicas como imunes. O TAE apresenta uma elevada plasticidade, alterações no número e tamanho dos adipócitos promovem uma constante adaptação do volume, como resposta à idade, dieta, drogas e patologias como a diabetes. As alterações metabólicas nas células gordas podem afetar várias vias metabólicas, incluindo a oxidação dos ácidos gordos e metabolismo cardíaco através da modulação do uptake dos ácidos gordos, sinalização da insulina e uptake da glucose em resposta à insulina. Apesar do importante papel fisiológico do TAE no metabolismo cardiovascular, apenas alguns foram desenvolvidos de forma a avaliar o seu potencial terapêutico. O objetivo deste estudo, consiste na caracterização do TAE, tendo em conta a expressão de proteínas relacionas com a sinalização da insula e a respiração mitocondrial em comparação com o tecido adiposo subcutâneo (TAS). Contudo, os resultados apresentados tendo em conta a expressão das proteínas envolvidas na sinalização da insulina, são apenas preliminares uma vez que o número de amostras envolvidas é muito reduzido e consequentemente mais tecidos necessitam de ser comparados de forma a obter resultados mais robustos e conclusivos.Resultados provenientes de um manuscrito em preparação do nosso grupo, mostraram um aumento da respiração mitocondrial no TAE em comparação com o TAS. Os resultados mostram ainda que as diferenças observadas entre os tecidos são anulados após inibição da UCP1. Deste modo, um novo protocolo foi usado de forma a avaliar a contribuição da oxidação dos ácidos gordos na fosforilação oxidativa tanto no TAE como no TAS de doentes com falha cardíaca. No presente estudo, mostramos um aumento na respiração mitocondrial com a contribuição da oxidação dos ácidos gordos no TAE quando comparado com o TAS, quando a UCP1 está inibida. Estes resultados enfatizam a contribuição do TAE na manutenção dos elevados requerimentos energéticos do cardiomiócitos, devido á sua constante função contráctil. A caracterização de TAE, pode contribuir para a descoberta de bio marcadores que podem funcionar como potenciais alvos terapêuticos na doença cardíaca.

Until recently, adipose tissue was thought to be only a fat storage organ, only in the last decades studies have shown that it is more than just a fat storage depot. Epicardial adipose tissue (EAT) is a specific fat depot that involves almost 80% of the heart. It is responsible for the secretion of a variety of bioactive molecules that can regulate metabolic and immune functions, with protective effect to cardiomyocytes and coronary arteries. EAT has high plasticity, its thickness undergoes a constant volume adaptation and consequently alteration in adipocyte number and size, in response to aging, diet, drugs and pathologies, such as diabetes. Metabolic alterations in fat may affect several metabolic pathways, such as fatty acid (FA) oxidation and cardiac metabolism by modulating FA uptake and insulin action. Despite the important physiological role of EAT in cardiovascular metabolism, few studies have been carried out in order to evaluate its therapeutic potential.The aim of this study was the characterization of EAT, regarding the expression of some proteins related with insulin signaling, as well as mitochondrial respiration, in comparison to subcutaneous adipose tissue (SAT). The results presented are only preliminary due the small number of samples obtained to date, more tissues will need to be studied for a solid and robust conclusion.Results from a manuscript in preparation from our group, show increased mitochondrial respiration in EAT when compared to SAT, when supplied substrates that fuel NADH-linked oxidative phosphorylation (OXPHOS). Moreover, the differences observed were annulled after UCP1 inhibition with GDP, under these conditions. Thus, a specific protocol for evaluation of FA-contribution to OXPHOS was used in EAT and SAT from HF patients. In the present study we shown an increased mitochondrial respiration in EAT due to the contribution of the FA oxidation, in spite of UCP1 inhibition, when compared to SAT. These results emphasize EAT’s role in lipid metabolism, and a primary source of substrates to the nearby, always working cardiomyocyte. Due the anatomical relation and proximity between EAT and the heart, the metabolic characterization of EAT might contribute to the discovery of early biomarkers for potential therapeutic targets, in cardiac disease.