Privarea de leucină scade masa de grăsime prin stimularea lipolizei în țesutul adipos alb și
Y C. și Q.M. a contribuit în mod egal la acest studiu.
Abstract
OBIECTIV Țesutul adipos alb (WAT) și țesutul adipos maro (BAT) joacă roluri distincte în adaptarea la schimbările în disponibilitatea nutrienților, WAT servind ca depozit de energie și termogeneza care reglează BAT. Am arătat anterior că șoarecii menținuți pe o dietă cu deficit de leucină au experimentat în mod neașteptat o reducere dramatică a masei grase abdominale. Cu toate acestea, mecanismele celulare responsabile de această pierdere nu sunt clare. Scopul studiului actual este de a investiga posibile mecanisme.
PROIECTAREA ȘI METODELE CERCETĂRII Șoarecii masculi C57BL/6J au fost hrăniți fie cu dietă martor, cu deficit de leucină, fie cu hrană pereche timp de 7 zile. Modificările parametrilor metabolici și ale expresiei genelor și proteinelor legate de metabolismul lipidic au fost analizate în WAT și BAT.
REZULTATE Am constatat că lipsa de leucină timp de 7 zile crește consumul de oxigen, sugerând o creștere a cheltuielilor de energie. De asemenea, am observat creșteri ale lipolizei și exprimării genelor de β-oxidare și scăderi ale expresiei genelor lipogene și ale activității acidului gras sintază în WAT, în concordanță cu utilizarea crescută și, respectiv, cu sinteza scăzută a acizilor grași. Mai mult, am observat că privarea de leucină crește expresia proteinei de decuplare (UCP) -1 în BAT, sugerând termogeneza crescută.
CONCLUZII Arătăm pentru prima dată că eliminarea leucinei dietetice produce modificări metabolice semnificative în WAT și BAT. Efectul privării de leucină asupra expresiei UCP1 este o observație nouă și neașteptată și sugerează că creșterea observată a cheltuielilor de energie poate reflecta o creștere a termogenezei în BAT. Va fi necesară o investigație suplimentară pentru a determina contribuția relativă a reglării în sus a UCP1 și a termogenezei în BAT la pierderea de grăsime stimulată de lipsa de leucină.
Obezitatea se dezvoltă dintr-un dezechilibru între aportul de calorii și consumul de energie (1). Excesul de calorii este stocat în țesutul adipos alb (WAT) sub formă de trigliceride (TG), care sunt mobilizate ca răspuns la cererea crescută de energie (2). Au fost propuse diferite strategii pentru tratarea obezității prin promovarea mobilizării grăsimilor și/sau creșterea cheltuielilor de energie (3-5).
Recent, a existat un interes tot mai mare în controlul greutății corporale prin manipularea macronutrienților (6-8). Studii recente au arătat că manipularea dietetică a aminoacizilor esențiali, inclusiv leucina, arginina și glutamina, au efecte semnificative asupra metabolismului lipidelor și a utilizării glucozei (9-14). Majoritatea acestor studii s-au concentrat însă asupra efectelor nivelurilor crescute de aminoacizi esențiali din dietă (4.14-18). De exemplu, Zhang și colab. (15) a demonstrat recent că dublarea aportului de leucină din dietă scade greutatea corporală și îmbunătățește metabolismul glucozei la șoarecii menținuți pe o dietă bogată în grăsimi. Efectul creșterii leucinei dietetice este totuși controversat. Studii suplimentare au arătat că suplimentarea dietetică a leucinei nu are niciun efect asupra metabolismului lipidic (16).
În schimb, cercetările noastre s-au concentrat asupra efectului eliminării leucinei din dietă asupra metabolismului lipidelor. După cum am raportat recent, șoarecii menținuți pe o dietă cu deficit de leucină timp de 7 zile au experimentat o reducere dramatică a masei grase abdominale (9). Cu toate acestea, mecanismele celulare responsabile de această pierdere nu sunt clare. Scopul cercetărilor noastre actuale este de a elucida mecanismele moleculare și celulare care stau la baza pierderii rapide de grăsime abdominală induse de lipsa de leucină.
În studiul nostru actual, am observat creșteri ale lipolizei și exprimării genelor de β-oxidare și scăderi ale expresiei genelor lipogene și ale activității acidului gras sintază (FAS) în WAT, în concordanță cu utilizarea crescută și, respectiv, cu sinteza scăzută a acizilor grași. În plus, am observat pentru prima dată că privarea de leucină crește expresia proteinei de decuplare (UCP) -1 în țesutul adipos maro (BAT), sugerând termogeneza crescută. Ipotezăm că aceste modificări ale WAT și BAT reprezintă pierderea semnificativă a masei adipoase abdominale sub lipsa de leucină.
PROIECTAREA ȘI METODELE CERCETĂRII
Animale și diete.
Calorimetre indirecte.
După 6 zile de hrănire cu diete de control, cu deficit de leucină sau cu hrană pereche, șoarecii au fost menținuți într-un sistem cuprinzător de monitorizare a animalelor de laborator (Columbus Instruments, Columbus, OH) timp de 24 de ore, conform instrucțiunilor producătorului. Volumul consumului de O2 și producția de CO2 au fost înregistrate continuu pe o perioadă de 24 de ore.