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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Rennan de Oliveira Caminhotto
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Lima, Fabio Bessa (President)
Evangelista, Fabiana de Sant'Anna
Luz, Jacqueline
Oyama, Lila Missae
Title in Portuguese
Concentrações fisiológicas de corpos cetônicos não induzem browning em adipócitos/tecido adiposo: estudos in vitro e in vivo.
Keywords in Portuguese
Adipócitos; β-hidroxibutirato; Ucp1; Mitocôndria;
Abstract in Portuguese
Em animais, dietas cetogênicas induzem o Browning de tecidos adiposos brancos, fenômeno caracterizado pelo de aumento de adipócitos capazes de expressar a proteína desacopladora 1 (UCP1) e outros marcadores de gordura marrom em meio a gordura branca. Estudo anterior demonstrou que o β-hidroxibutirato (βHB), principal corpo cetônico, aumenta marcadores do processo de browning em adipócitos brancos (in vitro) após 24 horas de incubação. No entanto, as doses testadas foram suprafisiológicas (50 mM) ou apenas encontradas durante a cetoacidose (25 mM). As dietas cetogênicas aumentam a cetonemia em torno de 1-3 mM. O jejum prolongado pode aumentá-lo para 4-7 mM. Uma vez que poderia ser provocada in vivo através de intervenções dietéticas, estudamos o impacto de concentrações fisiológicas de βHB no metabolismo e marcadores de Browning em adipócitos brancos / tecido adiposo em diferentes modelos: adipócitos isolados de ratos Wistar, células 3T3 -L1 e in vivo, através da suplementação de sais de βHB em ratos Wistar. Demostramos que o βHB: não induz o aparecimento diferentes marcadores de Browning (tais como o incremento: da capacidade oxidativa, da atividade de citrato sintase e de genes relacionados ao Browning) em adipócitos isolados após 24 ou 48 horas de tratamento; não exerce efeito permissivo no browning induzido por agonismo β-adrenérgico. Além disso, os adipócitos 3T3-L1 diferenciados com βHB (4mM) tiveram diminuição de 52% na expressão de Ucp1, resultado que foi reproduzido no tecido adiposo inguinal subcutâneo de ratos Wistar após a ingestão de sais DL- βHB, onde a expressão gênica de Ucp1 foi indetectável. Em conclusão, embora as causas de browning do tecido adiposo branco induzido por dietas cetogênicas permaneçam inconclusivas, nosso estudo demonstra a incapacidade de, em concentrações fisiológicas, os corpos cetônicos serem, por si, responsáveis por esse fenômeno. Pelo contrário, em algumas situações, o βHB pode prejudicar a expressão da Ucp1.
Title in English
Physiological concentrations of ketone bodies do not induce browning of white adipocytes/adipose tissue: in vitro and in vivo studies.
Keywords in English
Adipocytes; β-hydroxybutyrate; Ucp1; Mitochondria;
Abstract in English
In animals, ketogenic diets induce browning of white adipose tissue, a phenomenon characterized by the increase of adipocytes capable of expressing the uncoupling protein 1 (UCP1) and other markers of brown fat in among white fat. A previous study demonstrated that β-hydroxybutyrate (βHB), the major ketone body, increases markers of the browning process in white adipocytes (in vitro) after 24 hours of incubation. However, the doses tested were supraphysiological (50 mM) or only found during ketoacidosis (25 mM). Ketogenic diets increase ketonemia by about 1-3 mM. Prolonged fasting can increase it to 4-7 mM. Since it could be elicited in vivo through dietary interventions, we studied the impact of physiological concentrations of βHB on metabolism and browning markers on white adipocytes/adipose tissue in different models: adipocytes isolated from Wistar rats, 3T3-L1 cells and in vivo, through the supplementation of βHB salts in Wistar rats. We demonstrate that βHB does not increase any browning markers (such as: oxidative capacity, citrate synthase activity, and browning related genes expression) in isolated adipocytes after 24 or 48 hours of treatment; does not exert a permissive effect on browning induced by β-adrenergic agonism. In addition, 3T3-L1 adipocytes differentiated with βHB (4mM) had a 52% decrease in Ucp1 expression, a result that was reproduced in the subcutaneous inguinal adipose tissue of Wistar rats after ingestion of DL-βHB salts, where Ucp1 expression was undetectable. In conclusion, although the causes of browning of white adipose tissue during ketogenic diets remain inconclusive, our study demonstrates the inability, in physiological concentrations, of ketone bodies themselves to be responsible for this phenomenon. In contrast, in some situations, βHB may impair the expression of Ucp1.
 
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Release Date
2021-03-24
Publishing Date
2019-05-07
 
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