Analytical methods for evaluation of the fatty acid metabolism in rat liver / Métodos analíticos para avaliação do metabolismo em ratos hepáticos

The liver is an essential organ for body energy homeostasis, controlling the biosynthesis, uptake and the disposal of carbohydrates and lipids. The hepatic steatosis is a common condition frequently associated with metabolic diseases and is characterized by the excessive accumulation of triglycerides in the liver. In recent years, many efforts have been devoted to prevent and treat the hepatic steatosis, but it remains being pointed out as the major cause for chronic hepatic diseases in Western countries. A considerable part of the knowledge about the physiopathology of hepatic steatosis, the effects of diets and drugs on the metabolic capacity of the liver to metabolize fatty acids, as well as the potential therapeutic approaches for hepatic steatosis derived from experimental animal models using rodents. Here, in this article, we present the details of some of the most common techniques used to evaluate fatty acid metabolism in liver of rats, including quantification of total lipid content, measurement of fatty acid oxidation in isolated subcellular fractions and procedures to measure the activities of important lipogenic enzymes. Classical protocols previously described to be performed using samples from other tissues were adapted to liver samples and different techniques with equivalent aims were compared. The principles and the advantages in terms of reliability and costs were discussed and the procedures here described can be applied for a low-cost broad evaluation of the fatty acid metabolism in liver of rats submitted to different experimental conditions.

O fígado é um órgão essencial para a homeostase energética, controlando a biossíntese, a captação e a eliminação de carboidratos e lipídios. A esteatose hepática é uma condição frequentemente associada a doenças metabólicas e é caracterizada pelo acúmulo excessivo de triacilgliceróis no fígado. Nos últimos anos, muitos esforços têm sido dedicados para prevenir e tratar a esteatose hepática, mas essa condição continua sendo apontada como a principal causa de doenças hepáticas crônicas em países ocidentais. Uma parte considerável do conhecimento sobre a fisiopatologia da esteatose hepática, sobre os efeitos de dietas e drogas na capacidade metabólica do fígado em metabolizar ácidos graxos, bem como sobre as possíveis abordagens terapêuticas para a esteatose hepática, derivam de estudos com modelos animais experimentais usando roedores. Neste artigo, apresentamos os detalhes de algumas das técnicas que podem ser usadas para avaliar o metabolismo de ácidos graxos no fígado de ratos, incluindo a quantificação do conteúdo lipídico total, medida da oxidação de ácidos graxos em frações subcelulares isoladas e procedimentos para medir as atividades de importantes enzimas lipogênicas. Protocolos clássicos previamente descritos para serem realizados utilizando amostras de outros tecidos foram adaptados para amostras de fígado e diferentes técnicas com objetivos equivalentes foram comparadas. Os princípios e as vantagens em termos de confiabilidade e custos foram discutidos e os procedimentos aqui descritos podem ser aplicados para uma avaliação ampla e de baixo custo do metabolismo de ácidos graxos no fígado de ratos submetidos a diferentes condições experimentais.

Análisis estructural y funcional de proteínas solubles que unen lípidos de intestino e hígado / Structure-function analysis of soluble lipid binding proteins from intestine and liver / Análise estrutural e funcional de proteínas solúveis que ligam lipídeos de intestino e fígado

Luego de la ingesta, el epitelio del intestino delgado está encargado de asimilar grandes cantidades de nutrientes, como aminoácidos, glúcidos y ácidos grasos. Las proteínas solubles que unen lípidos cumplirían un rol determinante en este proceso, sobre todo protegiendo la integridad del tejido contra el efecto simil-detergente de los ácidos grasos provenientes de la dieta. En enterocitos se expresan dos proteínas que unen ácidos grasos de cadena larga, IFABP y LFABP, para las cuales no se conocen bien aún sus funciones específicas, o el porqué de la necesidad de dos proteínas aparentemente equivalentes. Este laboratorio se ha enfocado en el estudio comparativo de estas dos proteínas empleando distintas variantes estructurales y métodos bioquímicos, biofísicos, y de biología molecular y celular. Así, se han podido definir los determinantes moleculares de cada proteína responsables de la interacción con membranas, los mecanismos de transferencia de ligandos y los factores que modulan estas propiedades. Más recientemente, se han extendido estos ensayos a cultivos celulares donde se ha correlacionado la expresión de estas proteínas con la secreción de citoquinas, la proliferación y la diferenciación celular. El estudio de estas proteínas es de gran importancia por su potencial como blancos terapéuticos y su utilidad en el diagnóstico de injurias tisulares.

After ingestion, the epithelium of the small intestine is responsible for assimilating large amounts of nutrients such as amino acids, sugars and fatty acids. Soluble lipid binding proteins fulfill a determining role in this process, especially protecting the tissue integrity against the detergent-like effect of fatty acids from the diet. Two proteins that bind long-chain fatty acids are expressed in enterocytes, IFABP and LFABP, whose specific functions are still poorly understood, or the reason for the need of two apparently equivalent proteins. Our laboratory has focused on the comparative study of these two proteins using structural variants and biochemical, biophysical, and molecular and cellular biology approaches. Thus, the molecular determinants responsible for the interaction with membranes were defined for each protein, their ligand transfer mechanism and the factors that modulate these properties. More recently, these assays have been extended to cell culture studies which correlate the expression of these proteins with cytokine secretion, cell proliferation and differentiation. The study of these proteins is of great importance due to their potential as therapeutic targets and their usefulness in the diagnosis of tissue injury.

Após a ingestão, o epitélio do intestino delgado é responsável pela assimilação de uma grande quantidade de nutrientes, tais como aminoácidos, glicídios e ácidos graxos. As proteínas solúveis que ligam lipídeos desempenhariam um papel determinante neste processo, principalmente protegendo a integridade do tecido contra o efeito detergente dos ácidos graxos da dieta. Nos enterócitos se expressam duas proteínas que ligam ácidos graxos de cadeia longa, IFABP e LFABP; cujas funções específicas ainda não são muito conhecidas, ou não se conhece o motivo pelo qual são necessárias duas proteínas aparentemente equivalentes. Nosso laboratório tem se focado no estudo comparativo destas duas proteínas utilizando variantes estruturais e métodos bioquímicos, biofísicos, e de biologia molecular e celular. Assim, foi possível definir os determinantes moleculares de cada proteína responsáveis pela interação com membranas, os mecanismos da transferência de ligantes e os fatores que modulam essas propriedades. Mais recentemente, estendemos estes ensaios para culturas celulares, correlacionando a expressão destas proteínas com a secreção de citocinas, a proliferação e a diferenciação celular. O estudo destas proteínas é de grande importância por seu potencial como alvos terapêuticos e sua utilidade no diagnóstico de lesões teciduais.