Consumo de Frutose Altera Aminas Biogênicas Associadas a Fatores de Risco Cardiovasculares / Fructose Consumption Alters Biogenic Amines Associated with Cardiovascular Disease Risk Factors

Resumo Fundamento As doenças cardiovasculares (DCV) são a principal causa de mortalidade do mundo, e um de seus fatores de risco são os hábitos alimentares não saudáveis, tais como, o alto consumo de frutose. As aminas biogênicas (ABs) realizam funções importantes no corpo humano. Entretanto, o efeito do consumo de frutose nos níveis das ABs ainda não está claro, bem como a associação entre estes e os fatores de risco da DCV. Objetivo Este estudo teve o objetivo de estabelecer a associação entre os níveis de ABs e os fatores de risco de DCV em animais que consumiram frutose. Métodos Ratos Wistar machos receberam ração convencional (n=8) ou ração convencional + frutose na água de beber (30%) (n=8) durante 24 semanas. Ao final, foram analisados os parâmetros nutricionais e da síndrome metabólica (SM) e os níveis plasmáticos das ABs. Foi adotado um nível de significância de 5%. Resultados O consumo de frutose levou à SM, reduziu os níveis de triptofano e 5-hidroxitriptofano e aumentou a histamina. Os níveis de triptofano, histamina e dopamina apresentaram correlação com parâmetros de síndrome metabólica. Conclusão O consumo de frutose altera as ABs associadas a fatores de risco de doenças cardiovasculares.

Abstract Background Cardiovascular diseases (CVD) are the major cause of mortality worldwide, whose most prominent risk factor is unhealthy eating habits, such as high fructose intake. Biogenic amines (BAs) perform important functions in the human body. However, the effect of fructose consumption on BA levels is still unclear, as is the association between these and CVD risk factors. Objective This study aimed to establish the association between BA levels and CVD risk factors in animals that consumed fructose. Methods Male Wistar rats received standard chow (n=8) or standard chow + fructose in drinking water (30%) (n=8) over a 24-week period. At the end of this period, the nutritional and metabolic syndrome (MS) parameters and plasmatic BA levels were analyzed. A 5% level of significance was adopted. Results Fructose consumption led to MS, reduced the levels of tryptophan and 5-hydroxitryptophan, and increased histamine. Tryptophan, histamine, and dopamine showed a correlation with metabolic syndrome parameters. Conclusion Fructose consumption alters BAs associated with CVD risk factors.

Cardiac Remodeling in Obesity-Resistance Model is not Related to Collagen I and III Protein Expression

Abstract Background: As some individuals present resistance to obesity development, experiments have been trying to understand their susceptibility to cardiometabolic diseases. Objetive: To evaluate if the cardiac remodeling was related to collagen protein expression change. Methods: Male Wistar rats were randomized into two experimental groups: control diet (CD, n=15) or high-fat diet (HFD, n=15) for 30 weeks. Rats fed with HFD were ranked based on their adiposity indexes and classified as obese (Ob, n = 8) or obesity-resistant (ROb, n = 6). Rats that failed to present the normal characteristic of the control group while fed with CD were excluded (Control, n = 8). Nutritional profile, comorbidities (dyslipidemia, hypertension, glucose metabolism, hyperleptinemia), cardiac remodeling, and collagen protein expression were evaluated. The groups were compared by One-Way ANOVA, together the Tukey post hoc test, with p<0.05 considered significant. Results: The Ob rats presented an increased adiposity index when compared to C and ROb. Both groups Ob and ROb presented increased low-density lipoprotein (LDL), insulin, homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA- IR) and systolic blood pressure (SBP), and low high-density lipoprotein (HDL) levels when compared to the control group. The levels of triglycerides, non-esterified fatty acid (NEFA), and leptin were lower in ROb as compared to Ob, but higher than the control group. The Ob and ROb groups presented cardiac remodeling, evidenced by echocardiographic and post-mortem analysis. The collagen protein expression did not differ among the groups. Conclusion: The ROb animals present cardiac remodeling that is not related to collagen type I and III protein expression change.

Gamma-oryzanol reduces renal inflammation and oxidative stress by modulating AGEs/RAGE axis in animals submitted to high sugar-fat diet / Gama-orizanol reduz a inflamação e o estresse oxidativo nos rins pela modulação do eixo RAGE/AGEs em animais submetidos a uma dieta rica em gordura e açúcar

Abstract Introduction: The receptor for AGEs (RAGE) is a multiligand member of the immunoglobulin superfamily of cell surface receptors expressed in many organs, among them, the kidneys. When activated, RAGE leads to a sequence of signaling that results in inflammation and oxidative stress, both involved in kidney disease pathogenesis. Gamma-oryzanol (γOz) comprises a mixture of ferulic acid (FA) esters and phytosterols (sterols and triterpene alcohols) mainly found in rice, with antioxidant and anti-inflammatory activities. Aim: To evaluate the effect of γOz to reduce renal inflammation and oxidative stress by modulating AGEs/RAGE axis in animals submitted to a high sugar-fat diet. Methods: Male Wistar rats (±187g) were randomly divided into two experimental groups: control (n = 7 animals) and high sugar-fat diet (HSF, n = 14 animals) for 20 weeks. After this period, when the presence of renal disease risk factors was detected in the HSF group (insulin resistance, dyslipidemia, increased systolic blood pressure and obesity), the HSF animals were divided to begin the treatment with γOz or continue receiving only HSF for 10 more weeks. Results: No effect of γOz on obesity and metabolic parameters was observed. However, kidney inflammation and oxidative stress decreased as soon as RAGE levels were reduced in HSF + γOz. Conclusion: It is possible to conclude that the gamma- oryzanol was effective in reducing inflammation and oxidative stress in the kidney by modulating the AGEs/RAGE axis.

Resumo Introdução: O receptor para AGEs (RAGE) é um membro multiligante da superfamília das imunoglobulinas dos receptores de superfície celular expresso em muitos órgãos, entre eles, os rins. Quando ativado, o RAGE leva a uma sequência de sinalização que resulta em inflamação e estresse oxidativo, ambos envolvidos na patogênese de doenças renais. O gama-orizanol (γOz) compreende uma mistura de ésteres de ácido ferúlico (AF) e fitoesteróis (esteróis e álcoois triterpenos) encontrados principalmente no arroz, com atividades antioxidantes e anti-inflamatórias. Objetivo: Avaliar o efeito do γOz para reduzir a inflamação renal e o estresse oxidativo pela modulação do eixo RAGE/AGEs em animais submetidos a uma dieta rica em gordura e açúcar. Métodos: Ratos Wistar machos (±187g) foram divididos aleatoriamente em dois grupos experimentais: controle (n = 7 animais) e dieta rica em gordura e açúcar (HSF, do inglês high sugar-fat diet, n = 14 animais) por 20 semanas. Após este período, quando foi detectada a presença de fatores de risco de doença renal no grupo HSF (resistência à insulina, dislipidemia, aumento da pressão arterial sistólica e obesidade), os animais HSF foram divididos para iniciar o tratamento com γOz ou continuar recebendo apenas HSF por mais 10 semanas. Resultados: Não foi observado nenhum efeito do γOz na obesidade e nos parâmetros metabólicos. No entanto, a inflamação e o estresse oxidativo renais diminuíram assim que os níveis de RAGE foram reduzidos em HSF + γOz. Conclusão: É possível concluir que o gama- orizanol foi eficaz em reduzir a inflamação e o estresse oxidativo no rim pela modulação do eixo RAGE/AGEs.

Relação entre resposta imune inata do receptor toll-like-4 (TLR-4) e o processo fisiopatológico da cardiomiopatia da obesidade / Relationship between innate immune response toll-like receptor 4 (TLR-4) and the pathophysiological process of obesity cardiomyopathy

Resumo Fundamento A obesidade é uma condição inflamatória crônica de baixo grau relacionada a distúrbios cardíacos. No entanto, o mecanismo responsável pela inflamação cardíaca relacionada à obesidade não é claro. O receptor do tipo toll 4 (TLR-4) pertence a um receptor da família das transmembranas, responsável pela resposta imune, cuja ativação estimula a produção de citocinas pró-inflamatórias. Objetivo Testar se a ativação do receptor TLR-4 participa do processo de cardiomiopatia da obesidade, devido à produção de citocinas por meio da ativação do NF-ĸB. Métodos Ratos Wistar machos foram randomizados em dois grupos: o grupo controle (C, n = 8 animais) que recebeu dieta padrão/água e o grupo obeso (OB, n = 8 animais) que foi alimentado com dieta rica em açúcar e gordura e água mais 25% de sacarose por 30 semanas. Análise nutricional: peso corporal, índice de adiposidade, alimentos, água e ingestão calórica. Análise de distúrbios relacionados à obesidade: glicose plasmática, ácido úrico e triglicerídeos, HOMA-IR, pressão arterial sistólica, TNF-α no tecido adiposo. A análise cardíaca incluiu: expressão das proteínas TLR-4 e NF-ĸB, níveis de TNF-α e IL-6. Comparação pelo teste t de Student não pareado ou teste de Mann-Whitney com um valor de p <0,05 como estatisticamente significativo. Resultados O grupo OB apresentou obesidade, glicose elevada, triglicerídeos, ácido úrico, HOMA, pressão arterial sistólica e TNF-α no tecido adiposo. O grupo OB apresentou remodelação cardíaca e disfunção diastólica. A expressão de TLR-4 e NF-ĸB e os níveis de citocinas foram maiores em OB. Conclusão Nossos achados concluem que, em uma condição obesogênica, a inflamação derivada da ativação do TLR-4 cardíaco pode ser um mecanismo capaz de levar à remodelação e disfunção cardíaca.

Abstract Background Obesity is a chronic low-grade inflammation condition related to cardiac disorders. However, the mechanism responsible for obesity-related cardiac inflammation is unclear. The toll-like receptor 4 (TLR-4) belongs to a receptor of the transmembrane family responsible for the immune response whose activation stimulates the production of proinflammatory cytokines. Objective To test whether the activation of the TLR-4 receptor participates in the obesity cardiomyopathy process, due to cytokine production through NF-ĸB activation. Methods Male Wistar rats were randomized into two groups: the control group (C, n= 8 animals) that received standard diet/water and the obese group (OB, n= 8 animals) that were fed a high sugar-fat diet and water plus 25% of sucrose for 30 weeks. Nutritional analysis: body weight, adiposity index, food, water, and caloric intake. Obesity-related disorders analysis: plasma glucose, uric acid and triglycerides, HOMA-IR, systolic blood pressure, TNF-α in adipose tissue. Cardiac analysis included: TLR-4 and NF-ĸB protein expression, TNF-α and IL-6 levels. Comparison by unpaired Student's t-test or Mann- Whitney test with a p-value < 0.05 as statistically significant. Results The OB group showed obesity, high glucose, triglycerides, uric acid, HOMA, systolic blood pressure, and TNF-α in adipose tissue. OB group presented cardiac remodeling and diastolic dysfunction. TLR-4 and NF-ĸB expression and cytokine levels were higher in OB. Conclusion Our findings conclude that, in an obesogenic condition, the inflammation derived from cardiac TLR-4 activation can be a mechanism able to lead to remodeling and cardiac dysfunction.

Rice bran modulates renal disease risk factors in animals submitted to high sugar-fat diet / Farelo de arroz modula os fatores de risco de doença renal em animais submetidos a uma dieta rica em gordura e açúcar

Abstract Introduction: Obesity, diabetes, and hypertension are common risk factors for chronic kidney disease (CKD). CKD arises due to many pathological insults, including inflammation and oxidative stress, which affect renal function and destroy nephrons. Rice bran (RB) is rich in vitamins and minerals, and contains significant amount of antioxidants. The aim of this study was to evaluate the preventive effect of RB on renal disease risk factors. Methods: Male Wistar rats (±325 g) were divided into two experimental groups to received a high sugar-fat diet (HSF, n = 8) or high sugar-fat diet with rice bran (HSF + RB, n = 8) for 20 weeks. At the end, renal function, body composition, metabolic parameters, renal inflammatory and oxidative stress markers were analyzed. Results: RB prevented obesity [AI (HSF= 9.92 ± 1.19 vs HSF + RB= 6.62 ± 0.78)], insulin resistance [HOMA (HSF= 83 ± 8 vs. HSF + RB= 42 ± 11)], dyslipidemia [TG (HSF= 167 ± 41 vs. HSF + RB=92 ± 40)], inflammation [TNF-α (HSF= 80 ± 12 vs. HSF + RB=57 ± 14), IL-6 (903 ± 274 vs. HSF + RB=535 ± 277)], oxidative stress [protein carbonylation (HSF= 3.38 ± 0.18 vs. HSF + RB=2.68 ± 0.29), RAGE (HSF=702 ± 36 vs. RSF + RB=570 ± 190)], and renal disease [protein/creatinine ratio (HSF=1.10 ± 0.38 vs. HSF + RB=0.49 ± 0.16)]. Conclusion: In conclusion, rice bran prevented renal disease by modulating risk factors.

Resumo Introdução: Obesidade, diabetes e hipertensão arterial são fatores de risco comuns para doenças renais crônicas (DRC). A DRC surge devido a muitos insultos patológicos, incluindo inflamação e estresse oxidativo, que afetam a função renal e destroem os néfrons. O farelo de arroz (FA) é rico em vitaminas e minerais, e contém uma quantidade significativa de antioxidantes. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito preventivo do FA nos fatores de risco de doenças renais. Métodos: Ratos Wistar machos (±325 g) foram divididos em dois grupos experimentais para receber uma dieta rica em gordura e açúcar (DRGA, n = 8) ou uma dieta rica em gordura e açúcar com farelo de arroz (DRGA + FA, n = 8) por 20 semanas. Ao final, foram analisados a função renal, composição corporal, parâmetros metabólicos, marcadores renais inflamatórios e de estresse oxidativo. Resultados: FA preveniu a obesidade [IA (DRGA= 9,92 ± 1,19 vs. DRGA + FA= 6,62 ± 0. 78)], resistência à insulina [HOMA (DRGA= 83 ± 8 vs DRGA + FA= 42 ± 11)], dislipidemia [TG (DRGA= 167 ± 41 vs. DRGA + FA=92 ± 40)], inflamação [FNT-α (DRGA= 80 ± 12 vs. DRGA + FA=57 ± 14), IL-6 (903 ± 274 vs. DRGA + FA= 535 ± 277)], estresse oxidativo [carbonilação de proteína (DRGA= 3. 38 ± 0,18 vs. DRGA + FA=2,68 ± 0,29), RAGE (DRGA=702 ± 36 vs. DRGA + FA=570 ± 190)], e doença renal [relação proteína/creatinina (DRGA=1,10 ± 0,38 vs. DRGA + FA=0,49 ± 0,16)]. Conclusão: Em conclusão, o farelo de arroz preveniu doenças renais através da modulação dos fatores de risco.

The role of oxidative stress on the pathophysiology of metabolic syndrome / O papel do estresse oxidativo na fisiopatologia da síndrome metabólica

Summary Metabolic syndrome (MetS) has a high prevalence around the world. Considering the components used to classify MetS, it is clear that it is closely related to obesity. These two conditions begin with an increase in abdominal adipose tissue, which is metabolically more active, containing a greater amount of resident macrophages compared to other fat deposits. Abdominal adiposity promotes inflammation and oxidative stress, which are precursors of various complications involving MetS components, namely insulin resistance, hypertension and hyperlipidemia. One way to block the effects of oxidative stress would be through the antioxidant defense system, which offsets the excess free radicals. It is known that individuals with metabolic syndrome and obesity have high consumption of fats and sugars originated from processed foods containing high levels of sodium as well as low intake of fruits and vegetables, thus maintaining a state of oxidative stress, that can speed up the onset of MetS. Healthy eating habits could prevent or delay MetS by adding antioxidant-rich foods into the diet.

Resumo A síndrome metabólica apresenta elevada prevalência na população mundial. De acordo com os componentes que a classificam, nota-se que está intimamente relacionada com a obesidade. Essas duas condições se iniciam com o aumento do tecido adiposo abdominal, o qual é metabolicamente mais ativo, contendo uma quantidade maior de macrófagos residentes em comparação com outros depósitos de gordura. Essa situação favorece a inflamação e o estresse oxidativo, ambos precursores de diversas complicações, mas principalmente as envolvidas na síndrome metabólica, como resistência à insulina, hipertensão arterial e hiperlipidemia. Uma maneira de bloquear os efeitos do estresse oxidativo seria pelo sistema de defesa antioxidante, o qual anula os radicais livres em excesso. É sabido que indivíduos portadores de síndrome metabólica e obesos apresentam um alto consumo de gorduras, açúcares oriundos de alimentos industrializados com alto teor de sódio e uma baixa ingestão de frutas e verduras, apresentando uma condição de estresse oxidativo contínuo. A manutenção de hábitos alimentares saudáveis, com a inclusão de alimentos ricos em antioxidantes, poderia prevenir ou retardar o surgimento da SM.

Obesity Resistance Promotes Mild Contractile Dysfunction Associated with Intracellular Ca2+ Handling / Resistência à Obesidade Promove Disfunção Contrátil Leve Associada com Trânsito Ca2+ Intracelular

Abstract Background: Diet-induced obesity is frequently used to demonstrate cardiac dysfunction. However, some rats, like humans, are susceptible to developing an obesity phenotype, whereas others are resistant to that. Objective: To evaluate the association between obesity resistance and cardiac function, and the impact of obesity resistance on calcium handling. Methods: Thirty-day-old male Wistar rats were distributed into two groups, each with 54 animals: control (C; standard diet) and obese (four palatable high-fat diets) for 15 weeks. After the experimental protocol, rats consuming the high-fat diets were classified according to the adiposity index and subdivided into obesity-prone (OP) and obesity-resistant (OR). Nutritional profile, comorbidities, and cardiac remodeling were evaluated. Cardiac function was assessed by papillary muscle evaluation at baseline and after inotropic maneuvers. Results: The high-fat diets promoted increase in body fat and adiposity index in OP rats compared with C and OR rats. Glucose, lipid, and blood pressure profiles remained unchanged in OR rats. In addition, the total heart weight and the weight of the left and right ventricles in OR rats were lower than those in OP rats, but similar to those in C rats. Baseline cardiac muscle data were similar in all rats, but myocardial responsiveness to a post-rest contraction stimulus was compromised in OP and OR rats compared with C rats. Conclusion: Obesity resistance promoted specific changes in the contraction phase without changes in the relaxation phase. This mild abnormality may be related to intracellular Ca2+ handling.

Resumo Fundamento: A obesidade induzida por dieta é frequentemente utilizada para demonstração de disfunção cardíaca. No entanto, alguns ratos, como humanos, são suscetíveis ao desenvolvimento de um fenótipo de obesidade, enquanto outros são resistentes. Objetivo: Avaliar a relação entre resistência à obesidade e função cardíaca e o impacto da resistência à obesidade no trânsito de cálcio. Métodos: Ratos Wistar machos com trinta dias de idade foram distribuídos em dois grupos com 54 animais cada: controle (C; dieta padrão) e obesos (quatro dietas palatáveis hiperlipídicas) por 15 semanas. Após o protocolo experimental, os ratos alimentados por dietas hiperlipídicas foram classificados de acordo com o índice de adiposidade e subdivididos em propensos à obesidade (PO) e resistentes à obesidade (RO). Foram avaliados o perfil nutricional, comorbidades e remodelação cardíaca. A função cardíaca foi avaliada pelo estudo do músculo papilar isolado em condições basais e após manobras inotrópicas. Resultados: As dietas hiperlipídicas promoveram aumento na gordura corporal e no índice de adiposidade em ratos PO comparados com ratos C e RO. Os perfis de glicose, lipídios e pressão arterial permaneceram inalterados em ratos RO. Além disso, os ratos RO apresentaram peso total do coração e dos ventrículos direito e esquerdo mais baixos do que ratos PO, mas semelhantes aos ratos C. Os músculos cardíacos de todos os ratos apresentaram dados semelhantes na condição basal, mas a resposta miocárdica a um estímulo de contração pós-pausa estava comprometida em ratos PO e RO em comparação aos ratos C. Conclusão: A resistência à obesidade promoveu alterações específicas na fase de contração, sem alterar a fase de relaxamento. Esta anormalidade leve pode estar relacionada com o trânsito intracelular de Ca+2.