Effect of long-term consumption of oxidized polyunsaturated fatty acids on atherosclerotic lesion in LDL receptor knockout mice / Efeito do consumo crônico de ácidos graxos poliinsaturados oxidados na aterosclerose em camundongos knockout para receptor de LDL

ABSTRACT

Polyunsaturated fatty acids (PUFA) are susceptible to enzymatic and non-enzymatic oxidation, leading to the production of secondary compounds that present different physiological effects. Among the PUFA, the products formed from Omega 6 (n-6 FA) and Omega 3 (n-3 FA) fatty acids oxidation can modulate inflammation, dyslipidemia and oxidative stress preventing or reducing the atherosclerosis progression. In fact, the effect of chronic intake of edible oils containing products of polyunsaturated fatty acids oxidation (POPs) on atherosclerosis is still controversial. In general POPs from n-6 FA have a more pro-inflammatory profile than POPs from n-3 FA. Thus, the objective of this study was to compare the chronic intake of partially oxidized n-6 FA and n-3 FA rich oils on atherosclerosis biomarkers. Initially, six edible oils containing a higher amount of n-6 and n-3 FA were submitted to oxidative conditions, simulating the steps of transport, storage and consume. It was observed that oxidative reaction started in all oils since the first step and at the moment of consumption, some oxidative chemical markers were out the legal range suggested by the Official Agencies. In addition, it was possible to identify the type of secondary product formed from each precursor oil, providing a better information for oils quality control. After this step, fish and soybean oils were chosen as n-3 FA and n-6 FA rich oils, respectively. Using LDLr(-/-) mice, the effect of three oxidative levels of soybean oil was evaluated after 24 weeks of supplementation. Animals fed with the oil with the highest level of oxidation (fried and reused oil) showed no body weight gain, suggesting that POPs from soybean oil at this level could promote a browning effect on white adipose tissue by increasing UCP-1 expression. This group also showed the highest concentration of lipoproteins in plasma. However, these metabolic differences did not accelerate atherosclerosis in the animals. Finally, the effect of POPs from n-3 FA and n-6 FA oxidation were compared also using LDLr(-/-) mice as model for experimental atherosclerosis. Some alterations observed after n-3 FA supplementation, such as the increase of liver weight, IL-6, SONPC, 8-HETE and 15-F2-Isop and the decrease of BAT and glucose, were reversed by their POPs. In addition, POPs from n-6 FA caused increased of LDL and 5-HETE. As observed in the previous study, these metabolic alterations were not enough to prevent or accelerate atherosclerosis, as measured by histological analysis of the lesion size in the aorta. These results suggest that although a significant amount of POPs are being consumed by diet, their metabolic effects did not influence atherosclerotic plaques in the animal model. However, besides lesion area in the aortas, new studies should also evaluate the plaques stability

RESUMO

Os ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) são suscetíveis à oxidação enzimática e não enzimática, levando à produção de compostos secundários que apresentam diferentes efeitos fisiológicos. Entre os PUFA, os produtos formados a partir da oxidação dos ácidos graxos ômega 6 (n-6 FA) e ômega 3 (n-3 FA) podem modular a inflamação, dislipidemia e estresse oxidativo, impedindo ou reduzindo a progressão da aterosclerose. De fato, o efeito da ingestão crônica de óleos contendo produtos da oxidação de ácidos graxos poliinsaturados (POPs) na aterosclerose ainda é controverso. Em geral, os POPs dos n-6 FA têm um perfil mais pró-inflamatório do que os POPs dos n-3 FA. Assim, o objetivo deste estudo foi comparar a ingestão crônica de POPs provenientes de óleos ricos em n-6 FA e n-3 FA em biomarcadores de aterosclerose. Inicialmente, seis óleos ricos em n-6 FA e n-3 FA foram submetidos a condições oxidativas, simulando as etapas de transporte, armazenamento e consumo. Observou-se que a reação oxidativa iniciou-se em todos os óleos desde a primeira etapa e, no momento do consumo, alguns marcadores oxidativos estavam fora da faixa legal sugerida pelas agências reguladoras. Além disso, foi possível identificar o tipo de produto secundário formado a partir de cada óleo precursor, fornecendo melhores informações para o controle de qualidade dos óleos. Após esta etapa, os óleos de peixe e soja foram escolhidos como óleos ricos em n-3 FA e n-6 FA, respectivamente. Utilizando camundongos LDLr(-/-), o efeito de três níveis oxidativos de óleo de soja foi avaliado após 24 semanas de suplementação. Os animais alimentados com o óleo com maior nível de oxidação (óleo frito e de reuso) não apresentaram ganho de peso corporal, sugerindo que os POPs do óleo de soja nesse nível de oxidação pudessem promover um efeito de Browning no tecido adiposo branco, aumentando a expressão de UCP-1. Este grupo também mostrou a maior concentração de lipoproteínas no plasma. No entanto, essas diferenças metabólicas não aceleraram a aterosclerose nos animais. Finalmente, o efeito de POPs da oxidação de óleos ricos em n-3 FA e n-6 FA foi comparado também usando camundongos LDLr(-/-), como modelo para aterosclerose experimental. Algumas alterações observadas após a suplementação com óleo de peixe fresco, como aumento do peso hepático, IL-6, SONPC, 8-HETE e 15-F2-IsoP e diminuição da BAT e glicose, foram revertidas por seus POPs. Além disso, os POPs do óleo de soja causaram aumento de LDL e 5-HETE. Como observado no estudo anterior, essas alterações metabólicas não foram suficientes para prevenir ou acelerar a aterosclerose, medida pela análise histológica do tamanho da lesão na aorta. Esses resultados sugerem que, embora uma quantidade significativa de POPs esteja sendo consumida pela dieta, seus efeitos metabólicos não influenciaram as placas ateroscleróticas no modelo animal. Porém, além da área de lesão nas aortas, novos estudos também devem avaliar a estabilidade das placas