Efeitos do tratamento com DHEA sobre o metabolismo de ratos

Abstract

Estudos que avaliam o metabolismo fornecem subsídios para entender como os organismos reagem em relação a tratamentos e dietas. O sobrepeso e a obesidade estão alcançando elevadas proporções ao redor do mundo e os governos, e a própria sociedade, têm se empenhado na tentativa de combater esta epidemia. Outro aspecto que devemos relacionar nos estudos de metabolismo é a questão de gênero, pois a maioria dos estudos utiliza como modelo experimental ratos e camundongos machos. Entretanto, quando se propõe protocolos de tratamento, temos a tendência a extrapolar os resultados também para as fêmeas, o que na realidade não parece muito adequado. Atualmente, essa ideia vem mudando e alguns pesquisadores têm considerado a proposta de realizar estudos experimentais utilizando machos e fêmeas, até mesmo para experimentos que utilizem células. Ainda em relação ao metabolismo, podemos evidenciar o problema da obesidade que tem se tornado uma epidemia mundial recebendo o nome de “Globesidade”. As dietas hiperlipídicas e hipercalóricas têm levado a população mundial a apresentar alterações de seu metabolismo principalmente relacionadas às dislipidemias, as quais podem ter como consequência o desenvolvimento de alterações cardiovasculares. Assim, os estudos experimentais que investigam o metabolismo do coração também se tornam importantes, particularmente em nível celular, pois é o local onde os eventos metabólicos acontecem. A Desidroepiandrosterona (DHEA) é um hormônio esteroide que tem efeitos sobre o metabolismo, síndrome metabólica, obesidade, resistência à insulina e doenças cardiovasculares. Há na literatura, alguns estudos que relatam que a administração de DHEA produz efeitos diferentes em machos e em fêmeas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da DHEA em: a) ratos Wistar, machos e fêmeas ovarectomizadas, com dieta padrão e que recebiam tratamento com diferentes doses de DHEA, b) ratos Wistar machos, submetidos ou não a uma dieta hipercalórica e tratados com DHEA (25mg/kg), c) linhagem celular (H9C2) de ventrículo cardíaco de ratos submetidas, ou não, à hipóxia e reoxigenação e tratadas com DHEA. A análise dos resultados mostrou que o tratamento com DHEA tem efeito sobre o metabolismo e os resultados são diferentes quando comparamos machos e fêmeas ovarectomizadas. A avaliação do metabolismo da glicose no fígado mostrou que este substrato tem uma utilização diferente entre os sexos, sendo que nos machos a conversão de glicose a CO2 é maior do que nas fêmeas ovarectomizadas, mas o tratamento com DHEA não teveefeito. A conversão de glicose em lipídeos foi maior nos machos e o tratamento com DHEA diminuiu a lipogênese hepática a partir de glicose somente nas fêmeas ovarectomizadas. Com relação à síntese de glicogênio a partir de glicose, houve diferença entre os sexos, sendo que as fêmeas ovarectomizadas apresentaram níveis maiores que os machos e o efeito do tratamento ocorreu apenas nas fêmeas. O metabolismo da glicose no tecido adiposo também mostrou diferença entre os sexos, sendo a captação de glicose maior nas fêmeas e o tratamento com DHEA reduziu essa captação apenas nas fêmeas. No músculo, a captação de glicose é maior nas fêmeas do que nos machos e a administração de DHEA não produziu efeito significativo. O metabolismo da leucina mostrou diferença entre os sexos, sendo sua oxidação e a síntese de lipídeos e proteínas menor nas fêmeas do que nos machos. Em machos que receberam dietas hipercalóricas, a DHEA não reduziu a ingestão alimentar e o ganho de peso, porém, teve efeito melhorando o resultado do teste de tolerância à glicose. O peso total do fígado nos animais com dieta hipercalórica foi maior quando comparado aos animais com dieta normocalórica e a DHEA não reverteu este parâmetro. No metabolismo hepático da glicose, tanto o tratamento com DHEA quanto a dieta hipercalórica produziram uma redução da oxidação de glicose (glicose convertida em CO2). A síntese hepática de glicogênio a partir de alanina foi reduzida com o tratamento com DHEA nos grupos que receberam dieta hipercalórica. A dieta hipercalórica diminuiu, em aproximadamente 19%, a captação de glicose no tecido adiposo quando comparado ao grupo com dieta normocalórica e os animais tratados com DHEA apresentaram um aumento na captação de glicose independente da dieta, inclusive revertendo a redução causada pela dieta hipercalórica. Na oxidação de glicose, houve interação entre dieta e tratamento no tecido adiposo, ou seja, o tratamento com DHEA diminuiu significativamente a oxidação de glicose no grupo controle e produziu um aumento no grupo com dieta hipercalórica. No músculo gastrocnêmio, a captação de glicose foi reduzida com a dieta hipercalórica. A produção de CO2 e a síntese de glicogênio no músculo sóleo aumentaram somente nos grupos que receberam a dieta hipercalórica. No músculo cardíaco, o tratamento com DHEA aumentou a concentração de glicogênio apenas no grupo com dieta hipercalórica. Além disso, neste mesmo tecido, a DHEA causou um aumento de 55% na expressão proteica da pAKT no grupo com dieta hipercalórica. No estudo com cardiomiócitos foram avaliados parâmetros de proteção contra a formação de radicais livres após as células serem submetidas à hipóxia e reoxigenação, e foi encontrado que o tratamento com DHEA diminui a quantidade de radicais livres intracelulares. Também foi avaliada a expressão das enzimas SOD e CAT, as quais não tiveram uma alteração significativa com o tratamento. Em relação ao processo de apoptose, a expressão da caspase 3 apresentou uma redução no grupo tratado com DHEA nas células submetidas à hipóxiareoxigenação. Assim, podemos concluir que a DHEA não alterou significativamente os parâmetros metabólicos nos ratos machos enquanto que nas fêmeas a DHEA produziu efeitos significativos sobre o metabolismo destas. Nos ratos submetidos à dieta hipercalórica a DHEA melhorou o metabolismo de carboidratos. Em relação aos cardiomiócitos, observamos que a DHEA protege parcialmente as células após um evento de hipóxia-reoxigenação. Porém, mais estudos necessitam ser realizados a fim de investigar os mecanismos que são ativados após o tratamento com DHEA e que podem alterar os padrões metabólicos e celulares.

Studies evaluating the metabolism provide subsidies to understand how organisms react in relation to treatments and diets. Overweight and obesity are reaching high proportions around the world and governments, and society itself, they have been engaged in trying to combat this epidemic. Another aspect that we should relate to metabolism studies is a gender issue because most studies used as an experimental model male rats and mices. However, when proposing treatment protocols, we extrapolate the results also for females, which in reality does not seem very appropriate. Today, this idea is changing and some researchers have considered the proposal to conduct experimental studies using male and female, even for experiments using cells. Also in relation to metabolism, we can highlight the problem of obesity which has become a worldwide epidemic given the name "Globesity". The hyperlipidemic and hypercaloric diets have led to the present world population changes in its metabolism mainly related to dyslipidemia, which may result in the development of cardiovascular diseases. Thus, experimental studies investigating the metabolism of the heart also become important, particularly at the cellular level, where the metabolic events take place. The dehydroepiandrosterone (DHEA) is a steroid hormone that has effects on metabolism, metabolic syndrome, obesity, insulin resistance and cardiovascular disease. In the literature, some studies report that DHEA administration produces different effects on males and females. The objective of this study was to evaluate the DHEA effect: a) wistar rats, male and female, with standard diet and received treatment with different doses of DHEA, b) male wistar rats, submitted or not to a hypercaloric diet and treated with DHEA (25 mg / kg), c) cell line (H9C2) cardiac ventricle of rats subjected or not to hypoxia and reoxygenation and treated with DHEA. The results showed that DHEA treatment has an effect on the metabolism and the results are different when comparing the males and females. The evaluation of glucose metabolism in the liver showed that this substrate has a different use between the sexes, and in males the glucose oxidation to CO2 is higher than in females, but the treatment with DHEA had no effect. The lipids formation from glucose was higher in males and treatment with DHEA decreased the hepatic lipogenesis from glucose only in females. Regarding the synthesis of glycogen from glucose, there were differences between the sexes, and females had higher levels than males and the treatment effect was observed only in females. Glucose metabolism in adipose tissue also showed differences between the sexes, with the uptake of glucose greater in females and DHEA treatment reduced this funding only in females. In muscle glucose uptake is higher in females than in males and DHEA administration did not produce significant effect. The metabolism of leucine showed differences between the sexes, and their oxidation and synthesis of lipids and proteins smaller in females than in males. In males fed with a high fat diet, DHEA did not reduce food intake and weight gain, however, had an effect of improving the results of glucose tolerance test. The total weight of liver in animals with higher calorie diet was compared to animals with diet and normocaloric DHEA did not reverse this parameter. In the hepatic metabolism of glucose, either treatment with DHEA as hypercaloric diet produced a reduction in glucose oxidation (glucose converted to CO2). Liver glycogen synthesis from alanine was reduced with treatment with DHEA in the groups that received hypercaloric diet. The high calorie diet decreased by approximately 19%, glucose uptake in adipose tissue when it was compared to the group with normocaloric diet and the animals treated with DHEA had an increase independent dietary glucose and reversing the reduction caused by hypercaloric diet. In glucose oxidation was no interaction between diet and adipose tissue treatment, its mean that the treatment with DHEA significantly decreased glucose oxidation in the control group and the group produced an increase in calorie diet. In the gastrocnemius muscle glucose uptake was reduced with a high calorie diet. The CO2 production and glycogen synthesis in soleus muscle increased only in the groups receiving the high calorie diet. In cardiac muscle, treatment with DHEA increased glycogen concentration only in the group with hypercaloric diet. Moreover, in this same tissue, DHEA caused a 55% increase in protein expression of pAKT in the group with hypercaloric diet. In the study with cardiomyocyte the protection parameters were evaluated against free radical formation after cells were subjected to hypoxia and reoxygenation, and it was found that treatment with DHEA decreases the amount of intracellular free radicals. We also evaluated the expression of enzymes SOD and CAT, which did not have a significative change with treatment. Regarding the process of apoptosis, caspase 3 expression showed a reduction in group treated with DHEA in cells subjected to hypoxiareoxygenation. Thus, we can conclude that DHEA did not significantly changes in the metabolic parameters in males while in females DHEA to produce significative effects. In rats with high calorie diet DHEA improved carbohydrate metabolism. Regarding cardiomyocytes, we found that DHEA partially protects cells after a hypoxia20 reoxygenation event. Further studies need to be conducted in order to investigate the mechanisms that are activated after treatment with DHEA that can changes the cellular metabolism.