Duodenal-jejunal bypass reduces lipid accumulation in the brown adipose tissue of hypothalamic obese rats / Derivação duodeno-jejunal reduz o acúmulo de lipídios no tecido adiposo marrom de ratos com obesidade hipotalâmica

ABSTRACT Background: Thermogenic activity in the brown adipose tissue (BAT) of obese individuals is reduced, and this condition may be modified by bariatric surgery (BS). Aim: To characterize fat deposition in BAT from hypothalamic obese (HyO) rats submitted to duodenal-jejunal-bypass (DJB) surgery. Methods: For induction of hypothalamic obesity, newborn male Wistar rats were treated with subcutaneous injections of monosodium glutamate (MSG). The control (CTL) group received saline solution. At 90 days, the HyO rats were submitted to DJB or sham operation, generating the HyO-DJB and HyO-SHAM groups. At 270 days, the rats were euthanized, and the BAT was weighed and submitted to histological analysis. Results: Compared to BAT from CTL animals, the BAT from HyO-SHAM rats displayed increased weight, hypertrophy with greater lipid accumulation and a reduction in nucleus number. DJB effectively increased nucleus number and normalized lipid deposition in the BAT of HyO-SHAM rats, similar to that observed in CTL animals. Conclusion: DJB surgery avoided excessive lipid deposition in the BAT of hypothalamic obese rats, suggesting that this procedure could reactivate thermogenesis in BAT, and contribute to increase energy expenditure.

RESUMO Racional: A atividade termogênica no tecido adiposo marrom (TAM) de indivíduos obesos encontra-se reduzida, condição que pode ser modificada pela cirurgia bariátrica(CB). Objetivo: Verificar o efeito da derivação duodeno-jejunal (DDJ) sobre a morfologia do TAM de ratos com obesidade hipotalâmica. Métodos: Para indução da obesidade hipotalâmica (OHi), ratos Wistar neonatos receberam injeções subcutâneas de glutamato monossódico (MSG). O grupo controle (CTL) recebeu solução salina. Aos 90 dias, os ratos OHi foram submetidos à DDJ (grupo OHi-DDJ) ou a falsa operação (grupo OHi-FO). Aos 270 dias, eles foram eutanasiados e o TAM foi pesado e submetido à análise histológica. Resultados: Em comparação com os animais CTL, o TAM dos ratos OHi-FO apresentou aumento do peso, hipertrofia dos adipócitos com acúmulo de lipídios e redução do número de núcleos. A DDJ reduziu a deposição de gordura e o número de núcleos no TAM de ratos OHi-DDJ em comparação com os OHi-FO, com valores similares aqueles dos animais CTL. Conclusões: A DDJ foi capaz de evitar a deposição excessiva de lipídios no TAM de ratos com obesidade hipotalâmica, sugerindo que a cirurgia bariátrica poderia reativar a termogênese neste tecido adiposo, contribuindo para aumentar o gasto energético.

Effect of the fatty acid composition of meals on postprandial energy expenditure: a systematic review

SUMMARY The energy imbalance produced by an increase in caloric intake and/or decrease in energy expenditure induces obesity. However, the fatty acid composition of a diet can affect the metabolism in different ways, having a role in the development of obesity. AIM To determine the effect of different fatty acids types and composition on Diet-Induced Thermogenesis (DIT) and postprandial energy expenditure in humans. METHODS A search in the PubMed and Web of Science databases, yielded a total of 269 potential articles as a first result; 254 were excluded according to the criteria. RESULTS Fifteen articles were used for this systematic review. The studies analyzed report different effects of the fatty acids of the treatment on the diet-induced thermogenesis. Evidence indicates that the consumption of polyunsaturated fatty acids causes a greater DIT than saturated fatty acids. Also, the consumption of medium-chain fatty acids compared to long-chain fatty acids has been shown to increase DIT. Likewise, the use of certain oils has shown positive effects on postprandial energy expenditure, as is the case of olive oil, compared to rapeseed oil. CONCLUSIONS The use of specific types of fatty acids in the everyday diet can increase postprandial energy expenditure in humans. Nevertheless, longer-term studies are required.

RESUMO O desequilíbrio energético produzido pelo aumento da ingestão calórica e/ou diminuição do gasto energético provoca obesidade. Sem embargo, a composição de ácidos graxos da dieta pode afetar diferencialmente o metabolismo, tendo um papel no desenvolvimento da obesidade. OBJETIVO Determinar os efeitos de diferentes tipos de ácidos graxos e sua composição na termogênese induzida por dieta e no gasto energético pós-prandial em humanos. MÉTODOS Uma busca nas bases de dados da PubMed e da Web of Science gerou um total de 269 artigos potenciais como primeiro resultado; 254 foram excluídos de acordo com os critérios. RESULTADOS Quinze artigos foram utilizados para esta revisão sistemática. Os estudos analisados informam os efeitos diferenciais dos ácidos graxos no tratamento da termogênese induzida pela dieta. As evidências indicam que o consumo dos ácidos graxos poli-insaturados ocasiona maior DIT que os ácidos graxos saturados. Além disso, demonstra-se que o consumo dos ácidos graxos da cadeia média, em comparação com os ácidos graxos da cadeia longa, aumenta o DIT. Do mesmo modo, o uso de certos azeites demonstra os efeitos positivos sobre o gasto de energia pós-prandial, como é o caso do azeite de oliva, em comparação com o azeite de colza. CONCLUSÃO O uso de tipos específicos de ácidos graxos na dieta habitual pode aumentar o gasto de energia pós-prandial nos seres humanos. Sem embargo, é necessária maior investigação no longo prazo.

Efficacy of passive hypothermia and adverse events during transport of asphyxiated newborns according to the severity of hypoxic-ischemic encephalopathy / Eficácia da hipotermia passiva e eventos adversos durante o transporte de recém-nascidos asfixiados de acordo com a gravidade da encefalopatia hipóxico-isquêmica

Abstract Objective To determine if the efficacy of passive hypothermia and adverse events during transport are related to the severity of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy. Methods This was a retrospective study of 67 infants with hypoxic-ischemic encephalopathy, born between April 2009 and December 2013, who were transferred for therapeutic hypothermia and cooled during transport. Results Fifty-six newborns (84%) were transferred without external sources of heat and 11 (16%) needed an external heat source. The mean temperature at departure was 34.4 ± 1.4 °C and mean transfer time was 3.3 ± 2.0 h. Mean age at arrival was 5.6 ± 2.5 h. Temperature at arrival was between 33 and 35 °C in 41 (61%) infants, between 35 °C and 36.5 °C in 15 (22%) and <33 °C in 11 (16%). Infants with severe hypoxic-ischemic encephalopathy had greater risk of having an admission temperature < 33 °C (OR: 4.5; 95% CI: 1.1-19.3). The severity of hypoxic-ischemic encephalopathy and the umbilical artery pH were independent risk factors for a low temperature on admission (p < 0.05). Adverse events during transfer, mainly hypotension and bleeding from the endotracheal tube, occurred in 14 infants (21%), with no differences between infants with moderate or severe hypoxic-ischemic encephalopathy. Conclusion The risk of overcooling during transport is greater in newborns with severe hypoxic-ischemic encephalopathy and those with more severe acidosis at birth. The most common adverse events during transport are related to physiological deterioration and bleeding from the endotracheal tube. This observation provides useful information to identify those asphyxiated infants who require closer clinical surveillance during transport.

Resumo Objetivo Determinar se a eficácia da hipotermia passiva e eventos adversos durante o transporte estão relacionados à gravidade da encefalopatia hipóxico-isquêmica neonatal. Métodos Estudo retrospectivo de 67 neonatos com encefalopatia hipóxico-isquêmica (nascidos entre abril de 2009 e dezembro de 2013) transferidos para hipotermia terapêutica e resfriados durante o transporte. Resultados Foram transportados 56 recém-nascidos (84%) sem fontes externas de calor e 11 (16%) precisaram de uma fonte externa de calor. A temperatura média na saída foi de 34,4 ± 1,4 °C e o tempo médio de transporte foi de 3,3 ± 2,0 horas. A idade média na chegada foi de 5,6 ± 2,5 horas. A temperatura na chegada ficou entre 33-35 °C em 41 (61%) neonatos, entre 35°-36,5 °C em 15 (22%) e < 33 °C em 11 (16%). Neonatos com encefalopatia hipóxico-isquêmica grave apresentaram maior risco de temperatura < 33 °C na internação (RC 4,5; IC de 95% 1,1-19,3). A gravidade da encefalopatia hipóxico-isquêmica e o pH da artéria umbilical foram fatores de risco independentes para uma baixa temperatura na internação (p < 0,05). Eventos adversos durante o transporte, principalmente hipotensão e sangramento do tubo endotraqueal, ocorreram em 14 neonatos (21%), sem diferenças entre neonatos com encefalopatia hipóxico-isquêmica moderada ou grave. Conclusão O risco de super-resfriamento durante o transporte é maior em recém-nascidos com encefalopatia hipóxico-isquêmica grave e naqueles com acidose mais grave no nascimento. Os eventos adversos mais comuns durante o transporte estão relacionados a deterioração fisiológica e sangramento do tubo endotraqueal. Essa observação fornece informações úteis para identificar neonatos asfixiados que exigem maior vigilância clínica durante o transporte.

Regulation of adiposity by mTORC1 / Controle da adiposidade por mTORC1

ABSTRACT Obesity is characterized by an excessive increase in the adipose tissue mass, and is associated with higher incidence of several chronic metabolic diseases, such as type 2 diabetes. Therefore, its increasing prevalence is a public health concern, and it is important to better understand its etiology to develop new therapeutic strategies. Evidence accumulated over the years indicates that obesity is associated with a marked activation in adipose tissue of the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1), a signaling pathway that controls lipid metabolism, and adipocyte formation and maintenance. Curiously, mTORC1 is also involved in the control of nonshivering thermogenesis and recruitment as well as browning of white adipose tissue. In this review, we explored mTORC1 functions in adipocytes and presented evidence, suggesting that mTORC1 may either increase or reduce adiposity, depending on the conditions and activation levels.

RESUMO A obesidade é caracterizada pelo aumento excessivo da massa de tecido adiposo, estando associada à maior incidência de diversas doenças metabólicas crônicas, como diabetes tipo 2. Sua crescente prevalência é uma questão de saúde pública, e faz-se importante compreender melhor sua etiologia, para desenvolver novas estratégias terapêuticas. As evidências acumuladas por muitos anos indicam que a obesidade está associada à significativa ativação no tecido adiposo do complexo 1 da proteína alvo mecanístico da rapamicina (mTORC1), uma via de sinalização que regula o metabolismo de lipídeos, bem como a formação e manutenção de adipócitos. Curiosamente, mTORC1 também está envolvido no controle da termogênese, independente do tremor muscular, e no recrutamento e browning de tecido adiposo branco. Nesta revisão, exploramos as diferentes funções do mTORC1 em adipócitos e apresentamos evidências que sugerem que o mTORC1 pode aumentar ou reduzir a adiposidade, dependendo das condições e de seu nível de ativação.

Brown adipose tissue: what have we learned since its recent identification in human adults / Tecido adiposo marrom: o que aprendemos desde sua recente identificação em humanos adultos

Brown adipose tissue, an essential organ for thermoregulation in small and hibernating mammals due to its mitochondrial uncoupling capacity, was until recently considered to be present in humans only in newborns. The identification of brown adipose tissue in adult humans since the development and use of positron emission tomography marked with 18-fluorodeoxyglucose (PET-FDG) has raised a series of doubts and questions about its real importance in our metabolism. In this review, we will discuss what we have learnt since its identification in humans as well as both new and old concepts, some of which have been marginalized for decades, such as diet-induced thermogenesis. Arq Bras Endocrinol Metab. 2014;58(9):889-99.

O tecido adiposo marrom, órgão essencial para a termorregulação de animais hibernantes e pequenos devido à sua capacidade desacopladora, era até poucos anos considerado presente apenas em recém-nascidos na espécie humana. A identificação do tecido adiposo marrom em adultos com o desenvolvimento e uso da tomografia de emissão de pósitron marcado com 18-fluorodesoxiglicose (PET-FDG) gerou questões sobre sua real importância para nosso metabolismo. Nesta revisão, discutiremos o que aprendemos nesse tempo, assim como conceitos antigos e novos, alguns marginalizados por décadas, como a termogênese induzida por dieta. Arq Bras Endocrinol Metab. 2014;58(9):889-99.

Enhancing T3 and cAMP responsive gene participation in the thermogenic regulation of fuel oxidation pathways / Ampliando a participação dos genes responsivos a T3 e cAMP na regulação da termogênese gerada pelas vias de oxidação biológica

OBJECTIVE: We sought to identify glycolysis, glycogenolysis, lipolysis, Krebs cycle, respiratory chain, and oxidative phosphorylation enzymes simultaneously regulated by T3 and cAMP. MATERIALS AND METHODS: We performed in silico analysis of 56 promoters to search for cis-cAMP (CREB) and cis-thyroid (TRE) response elements, considering UCP1, SERCA2 and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase as reference. Only regulatory regions with prior in vitro validation were selected. RESULTS: 29/56 enzymes presented potential TREs in their regulatory sequence, and some scored over 0.80 (better predictive value 1): citrate synthase, phosphoglucose isomerase, succinate dehydrogenases A/C, UCP3, UCP2, UCP4, UCP5, phosphoglycerate mutase, glyceraldehyde 3-P dehydrogenase, glucokinase, malate dehydrogenase, acyl-CoA transferase (thiolase), cytochrome a3, and lactate dehydrogenase. Moreover, some enzymes have not yet been described in the literature as genomically regulated by T3. CONCLUSION: Our results point to other enzymes which may possibly be regulated by T3 and CREB, and speculate their joint roles in contributing to the optimal thermogenic acclimation.

OBJETIVO: Identificar enzimas das vias da glicólise, glicogenólise, lipólise, ciclo de Krebs, cadeia respiratória e fosforilação oxidativa possivelmente reguladas por T3 e cAMP. MATERIAIS E MÉTODOS: Analisamos 56 genes metabólicos in silico mediante a identificação dos elementos cis de regulação gênica responsivos ao T3 e cAMP (TREs, thyroid response elements e CREs, cAMP response elements), utilizando como referência o promotor da UCP1, SERCA2 e gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase. Selecionamos somente os promotores com estudo funcional prévio in vitro. RESULTADOS: 29/56 enzimas apresentaram TREs em suas regiões regulatórias, parte com escore > 0,80 (melhor valor preditivo 1): citrato sintase, fosfoglucose isomerase, succinato desidrogenase A/C, UCP3, UCP2, UCP4, UCP5, fosfoglicerato mutase, gliceraldeído 3-P desidrogenase, glucoquinase, malato desidrogenase, acil-CoA transferase (tiolase), citocromo a3, e lactato desidrogenase; parte desconhecida como regulada por T3. CONCLUSÃO: Os resultados do presente estudo apontam para novos genes regulados por T3 e cAMP e, por conseguinte, sua contribuição na regulação da termogênese.

Contribuição renal para a termoregulação: termogênese e a doença renal / Renal contribution to thermoregulation: thermogenesis and renal disease

O presente estudo apresenta inicialmente uma breve revisão da fisiologia da termogênese e suas relações com atividade renal. Embora se saiba que o rim tem uma intensa atividade metabólica, o impacto de sua contribuição à manutenção da homeostase térmica não foi ainda devidamente avaliado. Através de um modelo concebido para promover o isolamento térmico em animais ratos Sprague-Dawley; aferimos, após 30 minutos, um ganho térmico de 2.77 ± 0.47°C no grupo com nefrectomia 5/6; 2.56 ± 0.24°C no grupo denervado; 2.2 ± 0.42°C no grupo simulado e 2.17 ± 0.02°C em animais controles íntegros (P<0.05). Foi também coletada e aferida a massa do peso da gordura marrom com os seguintes resultados: Nx5/6: 174.5 ± 5.80(g); Dx: 233.1 ± 25.42(g) e sham: 279.6 ± 28.22(g) (P<0.005).Sugerimos que os maiores ganhos térmicos observados nos modelos parcialmente nefrectomizados (denervados e nefrectomizados) foram ocasionados por uma suposta necessidade de compensar a perda da atividade termogênica renal. Esta atividade compensatória deveu-se, sobretudo, a um aumento na queima de gordura marrom e da atividade da termogênese facultativa neste tecido.

The present study starts with a brief view of thermogenesis and its interconnections with renal activity. It is well known that the kidney has an intense metabolic activity but its true contribution to the internal temperature has not yet been well evaluated. Utilizing a system which promoted a thermal isolation in Sprague-Dawley rats, we were able to record the increase of temperature from basal internal temperatures during thirty minutes of experiment, which was associated with enhanced uncoupling protein (UCP) expression. The group of sub total nephrectomy (Nx5/6) registered a gain of 2.77 ± 0.47 °C, the denervation group (DNx): 2.56 ± 0.24°C, the sham: 2.2 ± 0.43°C, and the normal group a gain of 2.17± 0.02°C (P<0.05). We also measured the weight of brown adipose tissue (BAT) - a specialized thermogenic tissue - with the following results: Nx5/6: 174.5 ± 5.80 g; DNx: 233.1 ± 25.42 g and sham: 279.6 ± 28.22 g (P<0,005). We concluded that the higher values of thermal gain observed in these chronic injuries (denervation and nephrectomy) revealed the necessity of increase in facultative thermogenic activity to supply the loss of body heat through BATactivation.

A polinização e sua relação com a termogênese em espécies de Arecaceae e Annonaceae da Amazônia Central

The present study is a comparison of the flower biology and pollination of some thermogenic species of palms and Annonaceae. In the palms eleven representatives of the genera Astrocaryum, Attalea, Bactris, and Oenocarpus, and in the Annonaceae nine representatives of the genera Anaxagorea, Duguetia, and Xylopia were studied in the region of Manaus (AM). All the studied palm species are monoecious and the anthesis of their inflorescences occurs at night during a period which varies from two days to five weeks. The investigated species of the Annonaceae are protogynous with the anthesis of a single flower lasting for two days and occurring at night or during the day. Flower visiting insects are attracted by strong odours which are intensified through thermogenesis. The species-specific odours range from fruit-like to unpleasant and pungent. Most of the flower visiting insects are beetles of the families Scarabaeidae, Nitidulidae, Staphylinidae, Curculionidae, and Chrysomelidae, and additionally thrips and drosophilid flies. Further insects which visit the flowers are bees, wasps, ants, and other fly groups. However, palms and Annonaceae with thermogenic flowers most frequently showed beetle pollination. It is notable that flowers of some species of both families were visited bythe same families and even species of beetles, which might be due to similar morphological and physiological adaptations of the flowers, including production of similar odour components.

O presente estudo compara a biologia floral e polinização de espécies de palmeiras e anonáceas que apresentam termogênese. Nos arredores de Manaus (AM) foram estudadas onze espécies de palmeiras pertencentes aos gêneros Astrocaryum, Attalea, Bactris e Oenocarpus e nove espécies de anonáceas dos gêneros Anaxagorea, Duguetia e Xylopia. As palmeiras que apresentam termogênese são monóicas e a antese das inflorescências ocorre em períodos que variam de dois dias até cinco semanas, sempre no período noturno. As flores das espécies de anonáceas são protogínicas com a antese ocorrendo entre dois dias, podendo ser diurna ou noturna. Nos representantes das duas famílias os insetos visitantes são atraídos pelo odor emitido pelas flores que é intensificado através da termogênese. Os odores podem ser agradáveis semelhante ao de frutos maduros ou desagradáveis e pungentes. Os insetos visitantes em sua maioria são coleópteros das famílias Scarabaeidae, Nitidulidae, Staphylinidae, Curculionidae e Chrysomelidae, trips e moscas Drosophilidae. Além desses, as flores das palmeiras são visitadas por abelhas, vespas, formigas e moscas. Na área estudada, a polinização por coleópteros foi o modo mais freqüente das espécies de palmeiras e anonáceas com termogênese. É notável que algumas espécies das duas famílias são visitadas pelas mesmas famílias, e inclusive espécies de coleópteros. Supõe-se que adaptações morfológicas e fisiológicas similares na biologia floral das duas famílias, inclusive dos componentes odoríferos sejam responsáveis por essa atração.