Papel do nervo vago na regulação fisiológica e circadiana hepática
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/52907 |
Resumo: | Introdução: O relógio biológico adapta a fisiologia do corpo a ciclos diários de 24 horas, antecipando e coordenando as respostas fisiológicas de acordo com as pistas ambientais. A luz é classicamente referida como a principal pista na sincronização dos ritmos circadianos, mas estudos recentes indicam que a alimentação/horário da alimentação também é um importante regulador dos relógios periféricos e da oscilação das funções fisiológicas ao longo do dia. O fígado apresenta um relógio interno que ajusta os processos fisiológicos à sua hora do dia relevante e o desalinhamento de suas funções rítmicas pode implicar em complicações hepáticas. No entanto, os componentes e os circuitos envolvidos na sincronização de seu relógio periférico através do alimento não são bem compreendidos. Hipótese: Como o nervo vago é uma importante fonte de inervação sensorial e motora para o fígado, e também atinge o relógio mestre no sistema nervoso central, formulamos a hipótese de que esse circuito neural poderia estar envolvido na sincronização do relógio biológico e funções fisiológicas rítmicas no fígado. Métodos: Para testar nossa hipótese, performamos vagotomia cervical lateral (VNX) em animais mantidos sob ciclo de luz normal e alimentados com dieta ad libitum. Realizamos ensaios de expressão gênica (RT-PCR) para genes de relógio, análise global de proteomas e validação fisiológica de funções hepáticas, em condições de dieta padrão e rica em carboidratos/lipídeos, em diferentes pontos do dia. Resultados: A VNX alterou os níveis de mRNA dos genes de relógio Bmal1, Clock, Ror-α e Rev-Erbα no ZT6. Por outro lado, a VNX não impactou os ciclos diários de temperatura corporal e atividade locomotora – saídas clássicas do relógio biológico central. A VNX alterou a ritmicidade de glicose sérica e estoque de glicogênio hepático, em condições de dieta normal. Essas alterações não foram acompanhadas por mudanças na atividade alimentar, motilidade intestinal e absorção de nutrientes. Diferentes vias funcionais do fígado foram alteradas pela VNX, conforme revelado pela proteômica no ZT6. O impacto metabólico mostrou-se proeminente, com aumento na glicólise e biossíntese de ácidos graxos (etapas de iniciação e alongamento) paralelamente à redução da beta-oxidação no grupo VNX. Para validar a relevância biológica dessas descobertas, acompanhamos camundongos VNX por 5 semanas após a cirurgia. Os animais VNX acumularam lipídeos no fígado, mesmo quando alimentados com dieta padrão. Ao introduzirmos dietas ricas em carboidratos refinados (HC) e rica em ácido graxo (HFD), notamos que o acúmulo de gordura hepática nos animais VNX tornou-se mais acentuado ainda. Conlusão: Juntos, nossos resultados apontam um papel autonômico parassimpático relevante sobre a regulação do relógio periférico hepático, possivelmente de modo independente do relógio central e da modulação da absorção de nutrientes, estando envolvido no controle do metabolismo do fígado durante o dia. Ainda, a redução do tônus colinérgico associada à cronodisrupção hepática, predispõe à esteatose, sendo esse acúmulo exacerbado na presença de um estresse metabólico. |
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André Gustavo de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/4785508070824387Márcio Alberto TorsoniAlan Moreira AraújoSilvia Carolina GuaDaniele Cristina de Aguiarhttp://lattes.cnpq.br/4373079046291162Camila de Fátima Carvalho Brito2023-05-08T16:21:06Z2023-05-08T16:21:06Z2022-01-31http://hdl.handle.net/1843/52907Introdução: O relógio biológico adapta a fisiologia do corpo a ciclos diários de 24 horas, antecipando e coordenando as respostas fisiológicas de acordo com as pistas ambientais. A luz é classicamente referida como a principal pista na sincronização dos ritmos circadianos, mas estudos recentes indicam que a alimentação/horário da alimentação também é um importante regulador dos relógios periféricos e da oscilação das funções fisiológicas ao longo do dia. O fígado apresenta um relógio interno que ajusta os processos fisiológicos à sua hora do dia relevante e o desalinhamento de suas funções rítmicas pode implicar em complicações hepáticas. No entanto, os componentes e os circuitos envolvidos na sincronização de seu relógio periférico através do alimento não são bem compreendidos. Hipótese: Como o nervo vago é uma importante fonte de inervação sensorial e motora para o fígado, e também atinge o relógio mestre no sistema nervoso central, formulamos a hipótese de que esse circuito neural poderia estar envolvido na sincronização do relógio biológico e funções fisiológicas rítmicas no fígado. Métodos: Para testar nossa hipótese, performamos vagotomia cervical lateral (VNX) em animais mantidos sob ciclo de luz normal e alimentados com dieta ad libitum. Realizamos ensaios de expressão gênica (RT-PCR) para genes de relógio, análise global de proteomas e validação fisiológica de funções hepáticas, em condições de dieta padrão e rica em carboidratos/lipídeos, em diferentes pontos do dia. Resultados: A VNX alterou os níveis de mRNA dos genes de relógio Bmal1, Clock, Ror-α e Rev-Erbα no ZT6. Por outro lado, a VNX não impactou os ciclos diários de temperatura corporal e atividade locomotora – saídas clássicas do relógio biológico central. A VNX alterou a ritmicidade de glicose sérica e estoque de glicogênio hepático, em condições de dieta normal. Essas alterações não foram acompanhadas por mudanças na atividade alimentar, motilidade intestinal e absorção de nutrientes. Diferentes vias funcionais do fígado foram alteradas pela VNX, conforme revelado pela proteômica no ZT6. O impacto metabólico mostrou-se proeminente, com aumento na glicólise e biossíntese de ácidos graxos (etapas de iniciação e alongamento) paralelamente à redução da beta-oxidação no grupo VNX. Para validar a relevância biológica dessas descobertas, acompanhamos camundongos VNX por 5 semanas após a cirurgia. Os animais VNX acumularam lipídeos no fígado, mesmo quando alimentados com dieta padrão. Ao introduzirmos dietas ricas em carboidratos refinados (HC) e rica em ácido graxo (HFD), notamos que o acúmulo de gordura hepática nos animais VNX tornou-se mais acentuado ainda. Conlusão: Juntos, nossos resultados apontam um papel autonômico parassimpático relevante sobre a regulação do relógio periférico hepático, possivelmente de modo independente do relógio central e da modulação da absorção de nutrientes, estando envolvido no controle do metabolismo do fígado durante o dia. Ainda, a redução do tônus colinérgico associada à cronodisrupção hepática, predispõe à esteatose, sendo esse acúmulo exacerbado na presença de um estresse metabólico.Introduction: The biological clock adapts the body's physiology to daily 24-hour cycles, anticipating and coordinating physiological responses according to environmental cues. Light is classically referred to as the main clue in the synchronization of circadian rhythms, but recent studies indicate that feeding/feeding schedule is also an important regulator of peripheral clocks and the oscillation of physiological functions throughout the day. The liver has an internal clock that adjusts physiological processes to its relevant time of day, and misalignment of its rhythmic functions can lead to liver complications. However, the components and circuitry involved in synchronizing your peripheral clock through food are not well understood. Hypothesis: As the vagus nerve is an important source of sensory and motor innervation to the liver, and also reaches the master clock in the central nervous system, we hypothesized that this neural circuit could be involved in biological clock synchronization and rhythmic physiological functions in the liver. Methods: To test our hypothesis, we performed lateral cervical vagotomy (VNX) in animals maintained under a normal light cycle and fed an ad libitum diet. We performed gene expression assays (RT-PCR) for clock genes, global proteome analysis and physiological validation of liver functions, under standard and carbohydrate/lipid-rich diet conditions, at different times of the day. Results: VNX altered the mRNA levels of the Bmal1, Clock, Ror-α and Rev-Erbα clock genes in ZT6. On the other hand, VNX did not impact the daily cycles of corporal temperature and locomotor activity – classic outputs from the central biological clock. VNX altered the rhythmicity of serum glucose and hepatic glycogen stores under normal diet conditions. These changes were not accompanied by changes in food activity, intestinal motility and nutrient absorption. Different functional pathways in the liver were altered by VNX, as revealed by proteomics in ZT6. The metabolic impact was shown to be prominent, with an increase in glycolysis and fatty acid biosynthesis (initiation and elongation steps) in parallel with the reduction of beta-oxidation in the VNX group. To validate the biological relevance of these findings, we followed VNX mice for 5 weeks after surgery. VNX animals accumulated lipids in the liver, even when fed a standard diet. When we introduced diets rich in refined carbohydrates (HC) and rich in fatty acid (HFD), we noticed that the accumulation of liver fat in VNX animals became even more pronounced. Conclusion: Together, our results point to a relevant parasympathetic autonomic role on the regulation of the hepatic peripheral clock, possibly independent of the central clock and the modulation of nutrient absorption, being involved in the control of liver metabolism during the day. Furthermore, the reduction in cholinergic tone associated with hepatic chronodisruption predisposes to steatosis, and this accumulation is exacerbated in the presence of metabolic stress.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e FarmacologiaUFMGBrasilICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICAFisiologiaNervo VagoFígadoRelógios biológicosMetabolismoNervo vagoFígadoRelógio biológicoMetabolismoPapel do nervo vago na regulação fisiológica e circadiana hepáticainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALPAPEL DO NERVO VAGO NA REGULAÇÃO FISIOLÓGICA E CIRCADIANA HEPÁTICA.pdfPAPEL DO NERVO VAGO NA REGULAÇÃO FISIOLÓGICA E CIRCADIANA HEPÁTICA.pdfapplication/pdf3472327https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/52907/1/PAPEL%20DO%20NERVO%20VAGO%20NA%20REGULA%c3%87%c3%83O%20FISIOL%c3%93GICA%20E%20CIRCADIANA%20HEP%c3%81TICA.pdfa5a748f596e8883f9224b0e6838dc87fMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/52907/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/529072023-06-13 11:08:30.128oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-06-13T14:08:30Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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