Comparação da microbiota intestinal em modelos animais de doença hepática esteatótica alcoólica e metabólica / Comparison of gut microbiota in alcoholic and metabolic-dysfuncion associated steatotic liver disease in animal models

ABSTRACT Background: Alcoholic liver disease (ALD) and metabolic-dysfunction associated steatotic liver disease (MASLD) are common, and gut microbiota (GM) is involved with both. Here we compared GM composition in animal models of MASLD and ALD to assess whether there are specific patterns for each disease. Methods: MASLD model- adult male Sprague Dawley rats, randomized into two groups: MASLD-control (n=10) fed a standard diet; MASLD-group (n=10) fed a high-fat-choline-deficient diet for 16 weeks. ALD model- adult male Wistar rats randomized: ALD-control (n=8) fed a standard diet and water+0.05% saccharin, ALD groups fed with sunflower seed and 10% ethanol+0.05% saccharin for 4 or 8 weeks (ALC4, n=8; ALC8, n=8). ALC4/8 on the last day received alcoholic binge (5g/kg of ethanol). Afterwards, animals were euthanized, and feces were collected for GM analysis. Results: Both experimental models induced typical histopathological features of the diseases. Alpha diversity was lower in MASLD compared with ALD (p<0.001), and structural pattern was different between them (P<0.001). Bacteroidetes (55.7%), Firmicutes (40.6%), and Proteobacteria (1.4%) were the most prevalent phyla in all samples, although differentially abundant among groups. ALC8 had a greater abundance of the phyla Cyanobacteria (5.3%) and Verrucomicrobiota (3.2%) in relation to the others. Differential abundance analysis identified Lactobacillaceae_unclassified, Lachnospiraceae_NK4A136_group, and Turicibacter associated with ALC4 and the Clostridia_UCG_014_ge and Gastranaerophilales_ge genera to ALC8. Conclusion: In this study, we demonstrated that the structural pattern of the GM differs significantly between MASLD and ALD models. Studies are needed to characterize the microbiota and metabolome in both clinical conditions to find new therapeutic strategies.

RESUMO Contexto: A doença hepática alcoólica (DHA) e a doença hepática esteatótica associada à disfunção metabólica (MASLD) são comuns, e a microbiota intestinal (MI) está envolvida em ambas. Aqui, comparamos a composição da MI em modelos animais de MASLD e DHA para avaliar se existem padrões específicos para cada doença. Métodos: Modelo de MASLD - ratos machos adultos da linhagem Sprague Dawley, randomizados em dois grupos: MASLD-controle (n=10) alimentados com uma dieta padrão; grupo MASLD (n=10) alimentados com uma dieta rica em gordura e deficiente em colina por 16 semanas. Modelo de DHA - ratos machos adultos da linhagem Wistar randomizados: DHA-controle (n=8) alimentados com uma dieta padrão e água+0,05% de sacarina; grupos DHA alimentados com semente de girassol e 10% de etanol+0,05% de sacarina por 4 ou 8 semanas (DHA4, n=8; DHA8, n=8). DHA 4/8 no último dia receberam binge alcoólico (5 g/kg de etanol). Posteriormente, os animais foram sacrificados, e as fezes foram coletadas para análise da MI. Resultados: Ambos os modelos experimentais induziram características histopatológicas típicas das doenças. A diversidade alfa foi menor na MASLD em comparação com a DHA (P<0,001), e o padrão estrutural foi diferente entre elas (P<0,001). Bacteroidetes (55,7%), Firmicutes (40,6%) e Proteobactérias (1,4%) foram os filos mais prevalentes em todas as amostras, embora com abundâncias diferenciadas entre os grupos. DHA8 teve uma maior abundância dos filos Cyanobacteria (5,3%) e Verrucomicrobiota (3,2%) em relação aos outros. A análise de abundância diferencial identificou Lactobacillaceae_unclassified, Lachnospiraceae_NK4A136 e Turicibacter associados ao grupo DHA4, e os gêneros Clostridia_UCG_014_ge e Gastranaerophilales_ge associados ao DHA8. Conclusão: Neste estudo, demonstramos que o padrão estrutural da MI difere significativamente entre os modelos de MASLD e DHA. Estudos são necessários para caracterizar a microbiota e os metabólitos ativos em ambas as condições clínicas, a fim de encontrar novas estratégias terapêuticas.

Interações entre exercício físico, álcool e fígado / Interactions between physical exercise, alcohol and liver

A ingesta crônica de álcool causa danos tóxicos diretos e indiretos e as principais alterações são causadas pelo seu próprio metabolismo. O etanol aumenta o estresse oxidativo principalmente no fígado, reduz a relação NAD+/NADH, aumenta a produção de acetaldeído e altera a função mitocondrial. Essas alterações são frequentemente associadas com o aumento de produtos da peroxidação lipídica, essenciais ao desenvolvimento da doença hepática alcóolica (DHA). Os exercícios físicos moderados parecem não influenciar significativamente as características morfológicas do tecido hepático ou a função hepática. Em exercícios pesados e prolongados, observam-se estresse oxidativo, alterações histológicas, prejuízo da farmacocinética e níveis alterados de enzimas hepáticas. Cessado o exercício alguns dias, parece havervrecuperação da função hepática normal. As alterações hepáticas com o exercício agudo parecem ser transitórias e possivelmente contribuem para a homeostase. A atividade física parece ter alguma influência direta na patologia hepática, além da simples modificação dos níveis de gordura no fígado e parece que a intensidade da atividade física é importante para prevenir a progressão da doença. Entender os mecanismos subjacentes da doença hepática auxiliaria na descoberta de intervenções para reduzir a progressão dessa doença de uma condição benigna, como a esteatose, para formas graves como esteatohepatite, fibrose e cirrose. Portanto, exercícios podem ser uma terapia útil para melhorar a performance e a capacidade funcional em indivíduos com doença hepática, porém não está claro na literatura se o exercício físico pode restaurar a saúde hepática e nem qual seria a quantidade e o tipo de exercício necessários. (AU)

Chronic alcohol intake causes direct and indirect toxic damage and major changes are caused by their own metabolism. Ethanol increases oxidative stress primarily in the liver, reduces NAD + / NADH ratio, increases the production of acetaldehyde and alters mitochondrial function. These changes are often associated with increased lipid peroxidation products that are essentiais to the development of alcoholic liver disease (ADH). The moderate intensity exercise does not seem to significantly influence the morphological characteristics of liver tissue or liver function. In heavy and prolonged exercise, oxidative stress, histological changes, impaired pharmacokinetics and altered levels of liver enzymes are noted. Liver function seems to improve a few days after the end of exercise. Hepatic changes with acute exercise appear to be transient and possibly contribute to homeostasis. Physical activity seems to have any direct influence on the liver pathology in addition to the simple modification of the levels of fat in the liver and it seems that the intensity of physical activity is important to prevent disease progression. Understanding the mechanisms underlying hepatic disease, this could help find interventions to slow the progression of liver disease of a benign condition, such as steatosis to severe forms, such as steatohepatitis, fibrosis and cirrhosis. Therefore, exercise can be a useful therapy to improve the performance and functional capacity in patients with liver disease, but it is not clear in the literature that the exercise can restore liver health and even what the quantity and type of needed exercise. (AU)

Tratamento da diabetes mellitus tipo 2 e comorbidades hepáticas: relato de caso e revisão da literatura / The challenge of treating diabetes mellitus type 2 oral antidiabetic agent whenliver comorbidities represent a problem: case report and literature review

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A resistência à insulina (RI) desempenha papel fundamental na etiopatogenia do diabetes mellitus tipo 2 (DM2). A hiperinsulinemia compensatória impede a adequada metabolização dos ácidos graxos, levando ao acúmulo de gordura no hepatócito. A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA), na qual a esteatose hepática é a expressão clínica mais comum, têm alta incidência entre os portadores de DM2. Este estudo teve como objetivo discutir os riscos de lesão hepatocelular quando o fígado é exposto a doenças graves e o potencial de hepatotoxicidade de um grupo específico de fármacos.RELATO DO CASO: Paciente do sexo masculino, 51 anos, portador de DM2 e de psoríase numular. História de uso moderado de bebidas alcoólicas por longo período com risco de desenvolver doença hepática alcoólica (DHA). Acresce sorologia positiva para hepatite pelo vírus C (VHC). O fígado palpável, a confirmação da hepatomegalia em exame ultrassonográfico e a elevação das aminotransferases denunciam afecção hepática. CONCLUSÃO: As interações entre o DM2, DHGNA, DHA, VHC e a psoríase, bem como a toxicidade potencial cruzada dos fármacos indicados para o tratamento dessas comorbidades, representam risco real de agressão hepatocelular. A análise comparativa do perfil de segurança dos antidiabéticos orais (ADO) permite eleger os inibidores da dipeptidilpeptidase 4 (i DPP4) como os fármacos de menor potencial de lesão hepática, considerando que não são, em geral, substratos para o sistema do citocromo CYP450 e não atuam como indutores ou inibidores deste sistema com ações metabolicamente apreciáveis.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Insulin resistance (IR) plays a key role in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus (DM2). Compensatory hyperinsulinemia prevents the proper metabolism of fatty acids, leading to accumulation of fat in hepatocytes. The non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in which hepatic steatosis is the most common clinical expression, has a high incidence among DM2 patients. This paper aims to discuss the risk of hepatocellular injury when the liver is exposed to serious diseases, and the potential hepatotoxicity of a specific group of drugs. CASE REPORT: Male, 51 year-old patient, with DM2 and nummular psoriasis with a history of moderate use of alcoholic beverages for long periods at risk of developing alcoholic liver disease (ALD), and positive serology for hepatitis C virus (HCV). The liver was palpable, the confirmation of hepatomegaly in ultrasound and elevated aminotransferases show liver disease. CONCLUSION: The interactions between DM2, NAFLD,ALD, HCV and psoriasis, as well as the potential cross-toxicity of drugs indicated for the treatment of these comorbidities, represent real risk of hepatocellular injury. The comparative analysis of the safety profile of oral antidiabetic (OAD) drugs allows the election of dipeptidyl peptidase 4 inhibitors (DPP4 i) as the drugs of lower liver damage potential, considering that generally they are not substrates for the CYP450 system and do not work as inducers or inhibitors of this system with substantial metabolic actions.