Liver metabolic changes induced by conjugated linoleic acid in calorie-restricted rats

ABSTRACT Objective Complexes like conjugated linoleic acid (CLA) reduce the percentage of body fat by increasing energy expenditure, fat oxidation, or both. The aim of this study was to verify if CLA is able to mimic caloric restriction (CR), and determine the effects of CLA on liver metabolic profile of young adult male Wistar rats. Materials and methods We divided 36 animals into the following groups: 1) Control; 2) CLA (1% of daily food intake, 21 days, orogastric intubation); 3) Restr (fed 60% of the diet offered to controls); and 4) CLA Restr. Liver tissues were processed for biochemical and molecular or mitochondrial isolation (differential centrifugation) and blood samples were collected for biochemical analyses. Results Treatment of the animals for 21 days with 1% CLA alone or combined with CR increased liver weight and respiration rates of liver mitochondria suggesting significant mitochondrial uncoupling. We observed a decrease in adipose tissue leading to insulin resistance, hyperinsulinemia, and hepatic steatosis due to increased liver cholesterol and triacylglycerol levels, but no significant effects on body mass. The expression of hepatic cellular connexins (43 and 26) was significantly higher in the CLA group compared with the Control or Restr groups. Conclusion CLA does not seem to be a safe compound to induce mass loss because it upregulates the mRNA expression of connexins and induces hepatic mitochondrial changes and lipids disorders.

Steatosis of indeterminate cause in a pediatric group: is it a primary mitochondrial hepatopathy? / Esteatose de causa não determinada em grupo pediátrico: hepatopatia mitocondrial primária?

CONTEXT AND OBJECTIVE: In children, hepatic steatosis may be related to inborn errors of metabolism (IEMs) or to non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). The aim of this study was to assess and characterize steatosis of indeterminate cause through morphological and morphometric analysis of liver tissue. DESIGN AND SETTING: Cross-sectional study at the Departments of Pathology of Faculdade de Ciências Médicas, Universidade Estadual de Campinas (FCM-Unicamp) and Faculdade de Medicina de Botucatu, Universidade Estadual Paulista (FMB-Unesp). METHODS: Eighteen consecutive liver biopsies obtained from 16 patients of ages ranging from 3 months to 12 years and nine months that were inserted in a database in the study period were analyzed using optical microscopy and transmission electron microscopy. Through electron microscopy, the mitochondrial density and mean mitochondrial surface area were determined in hepatocytes. Ten patients ranging in age from 1 to 14 years were used as a control group. RESULTS: "Pure" steatosis was detected, unaccompanied by fibrosis or any other histological alteration. Microvesicular steatosis predominated, with a significant increase in mean mitochondrial surface area. CONCLUSION: Microvesicular steatosis may be related to primary mitochondrial hepatopathy, especially due to reduction of β-oxidation or partial stagnation of oxidative phosphorylation. For these reasons, this form of steatosis (which should not be called "pure") is likely to represent an initial stage in the broad spectrum of NAFLD. We have drawn attention to cases of steatosis in the pediatric group, in which the microvesicular form predominates, since this may be associated with mitochondrial disorders.

CONTEXTO E OBJETIVO: Em crianças, a esteatose hepática pode se relacionar a erros inatos do metabolismo (EIMs) ou à doença hepática gordurosa não-alcoólica (DHGNA). O objetivo deste estudo foi avaliar e caracterizar esteatose de causa indeterminada por meio de análises morfológica e morfométrica em tecido hepático. TIPO DE ESTUDO E LOCAL: Estudo transversal nos Departamentos de Patologia da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas (FCM-Unicamp) e Faculdade de Medicina de Botucatu da Universidade Estadual Paulista (FMB-Unesp). MÉTODOS: Foram utilizadas 18 biópsias hepáticas consecutivas obtidas de 16 pacientes com idade variando de 3 meses a 12 anos e 9 meses, inseridas num banco de dados no período do estudo, que foram analisadas por microscopia óptica e eletrônica. Na microscopia eletrônica, foi realizada determinação da densidade mitocondrial e da área superficial média das mitocôndrias nos hepatócitos. Dez pacientes com idade variando de 1 a 14 anos foram usados como grupo controle. RESULTADOS: Foi detectada esteatose "pura", não acompanhada por fibrose ou outra alteração histológica. Foi verificado que, na predominância de esteatose microvesicular, houve aumento significativo da área mitocondrial média. CONCLUSÃO: A esteatose microvesicular pode estar relacionada à hepatopatia mitocondrial primária, principalmente devido à redução na β-oxidação ou parcial estagnação da fosforilação oxidativa. Por essas razões, esta forma de esteatose (que não pode ser chamada de "pura") possivelmente represente uma fase inicial no amplo espectro da DHGNA. Chamamos a atenção para casos de esteatose no grupo pediátrico com predomínio da forma microvesicular, uma vez que pode haver associação com desordens mitocondriais.

Obstructive jaundice induces early depression of mitochondrial respiration in rat hepatocytes / A icterícia obstrutiva induz depressão precoce da respiração mitocondrial em hepatócitos de ratos

INTRODUCTION: Oxidative phosphorylation dysfunction of hepatocyte mitochondria is involved in the pathophysiology of organ dysfunction following obstructive jaundice (OJ). However the time period from biliary occlusion to the occurrence of the dysfunction has not been determined decisively. PURPOSE: To evaluate the early effects (1 d and 7 d) of OJ on liver mitochondria respiratory function in rats. METHODS: Male Wistar rats (200-250 g) were randomly divided into the following 3 groups: laparotomy plus OJ for 24 h (1d group) (n = 10); laparotomy plus OJ for 7 d (7d group) (n = 10); sham control procedure (CTR group) (n = 12). At the end of OJ periods, total serum bilirubin level, hepatic enzyme activity levels (GOT, GTP, Gama-GT, ALP), mitochondrial respiration phases S3 and S4, as well as the respiratory control ratio (RC = S3/S4), and ADP consumption/oxygen consumption (ADP/O) ratio, were determined. RESULTS: Total serum bilirubin, activity of most hepatic enzymes, and O2 consumption during basal (S4) respiration were increased in the 1d and 7d groups (ANOVA, p = 0.05 vs. CTR). After ADP addition, the O2 consumption rate (S3) in the 1d group remained similar to the CTR rate (ANOVA p > .05), while the RC rate was reduced (ANOVA, p = 0.001) vs. CTR. The effects observed on mitochondrial respiration in the 1d group were exacerbated in the 7d group. CONCLUSION: These results indicate that OJ induces early (24 h) depression of liver mitochondria respiration, and thus may lead to early reduction in the production of high energy bonds.(AU)

INTRODUÇÃO: A disfunção da fosforilação oxidativa das mitocôndrias do hepatócito está envolvida na fisiopatologia da disfunção orgânica subseqüente à icterícia obstrutiva (IO). Entretanto, a precocidade da ocorrência desta disfunção permanece obscura. OBJETIVO: Avaliar o efeito precoce da IO na função respiratória mitocondrial em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (200 a 250g) foram randomizados em 3 grupos que foram submetidos a laparotomia mais: IO por 24hs (grupo 1d)(n=10); IO por 7 dias (grupo 7d)(n=10; procedimento simulado (grupo CTR)(n=12). Ao final dos períodos de IO, foram determinados: bilirrubina sérica total, atividade de enzimas hepáticas (TGO, TGP, Gama-GT, FA), e as fases S3 e S4 da respiração mitocondrial, bem como o razão do controle respiratório (RC = S3/S4), e a razão entre consumo de ADP/consumo de oxigênio (ADP/O). RESULTADOS: Observou-se significativo aumento de bilirrubina sérica total, enzimas hepáticas, e consumo de O2 durante a respiração basal (S4) no grupo de IO por 24hs (ANOVA, p=0.009). Após adição de ADP, a taxa de consumo de O2 (S3) não diminuiu significativamente no grupo de IO, comparado com o CTR (ANOVA, p>0.05); entretanto, a razão do controle respiratório (RC) foi significativamente mais baixa comparada com o CTR (ANOVA, p=0.001). Os efeitos observados na respiração mitocondrial no grupo do dia 1d estavam exacerbados no grupo 7d. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que a icterícia obstrutiva induz depressão precoce (24hs) da respiração mitocondrial, e pode assim levar à redução da produção de ligações de alta energia.(AU)

Obstructive jaundice induces early depression of mitochondrial respiration in rat hepatocytes / A icterícia obstrutiva induz depressão precoce da respiração mitocondrial em hepatócitos de ratos

INTRODUCTION: Oxidative phosphorylation dysfunction of hepatocyte mitochondria is involved in the pathophysiology of organ dysfunction following obstructive jaundice (OJ). However the time period from biliary occlusion to the occurrence of the dysfunction has not been determined decisively. PURPOSE: To evaluate the early effects (1 d and 7 d) of OJ on liver mitochondria respiratory function in rats. METHODS: Male Wistar rats (200-250 g) were randomly divided into the following 3 groups: laparotomy plus OJ for 24 h (1d group) (n = 10); laparotomy plus OJ for 7 d (7d group) (n = 10); sham control procedure (CTR group) (n = 12). At the end of OJ periods, total serum bilirubin level, hepatic enzyme activity levels (GOT, GTP, Gama-GT, ALP), mitochondrial respiration phases S3 and S4, as well as the respiratory control ratio (RC = S3/S4), and ADP consumption/oxygen consumption (ADP/O) ratio, were determined. RESULTS: Total serum bilirubin, activity of most hepatic enzymes, and O2 consumption during basal (S4) respiration were increased in the 1d and 7d groups (ANOVA, p = 0.05 vs. CTR). After ADP addition, the O2 consumption rate (S3) in the 1d group remained similar to the CTR rate (ANOVA p > .05), while the RC rate was reduced (ANOVA, p = 0.001) vs. CTR. The effects observed on mitochondrial respiration in the 1d group were exacerbated in the 7d group. CONCLUSION: These results indicate that OJ induces early (24 h) depression of liver mitochondria respiration, and thus may lead to early reduction in the production of high energy bonds.

INTRODUÇÃO: A disfunção da fosforilação oxidativa das mitocôndrias do hepatócito está envolvida na fisiopatologia da disfunção orgânica subseqüente à icterícia obstrutiva (IO). Entretanto, a precocidade da ocorrência desta disfunção permanece obscura. OBJETIVO: Avaliar o efeito precoce da IO na função respiratória mitocondrial em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (200 a 250g) foram randomizados em 3 grupos que foram submetidos a laparotomia mais: IO por 24hs (grupo 1d)(n=10); IO por 7 dias (grupo 7d)(n=10; procedimento simulado (grupo CTR)(n=12). Ao final dos períodos de IO, foram determinados: bilirrubina sérica total, atividade de enzimas hepáticas (TGO, TGP, Gama-GT, FA), e as fases S3 e S4 da respiração mitocondrial, bem como o razão do controle respiratório (RC = S3/S4), e a razão entre consumo de ADP/consumo de oxigênio (ADP/O). RESULTADOS: Observou-se significativo aumento de bilirrubina sérica total, enzimas hepáticas, e consumo de O2 durante a respiração basal (S4) no grupo de IO por 24hs (ANOVA, p=0.009). Após adição de ADP, a taxa de consumo de O2 (S3) não diminuiu significativamente no grupo de IO, comparado com o CTR (ANOVA, p>0.05); entretanto, a razão do controle respiratório (RC) foi significativamente mais baixa comparada com o CTR (ANOVA, p=0.001). Os efeitos observados na respiração mitocondrial no grupo do dia 1d estavam exacerbados no grupo 7d. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que a icterícia obstrutiva induz depressão precoce (24hs) da respiração mitocondrial, e pode assim levar à redução da produção de ligações de alta energia.