Liberação de acetilcolina induzida pela insulina e a regulação central da termogênese do tecido adiposo

Resumo

O tecido adiposo marron (TAM) é um dos principais promotores de termogênese, sendo, portanto, importante tanto para o gasto energético basal como para o induzido. O TAM tem a capacidade inerente de converter energia excessiva proveniente da dieta em calor, ao invés de ATP, por promover a expressão da proteína desacopladora 1 (UCP1). Diferentes estímulos, como o frio e o exercício físico, são capazes de induzir a formação de adipócitos que expressam UCP1 no tecido adiposo branco (TAB). Estes grupos de adipócitos são chamados de tecido adiposo bege ou tecido adiposo branco recrutável (TABr). Ambos TAM e TABr tem a capacidade de afetar o metabolismo energético e podem alterar a sensibilidade à insulina, bem como modificar a susceptibilidade ao ganho de peso. Por essas razões o TAM e TABr vem atraindo as atenções da comunidade científica e indústria farmacêutica como atrativos alvos terapêuticos para combater a obesidade e o diabetes tipo 2. Apesar de os diferentes depósitos de gordura receberem inervação colinérgica, o papel da acetilcolina na termogênese promovida pelo TAM e TABr ainda é pouco compreendido. Nossos resultados preliminares sugerem que a insulina presente no sistema nervoso central estimula neurônios colinérgicos em núcleos encefálicos, aumentando a liberação de acetilcolina para os pulmões. Como esta inervação colinérgica é sensível à ação da insulina e esta, por sua vez, é requerida prioritariamente para o aumento da adiposidade, estabelecemos a hipótese segundo a qual a insulina central pode contribuir para a regulação funcional do TAM e TABr através da via parassimpática, a qual se contrapõem, desta forma, a ação simpática, como o faz em vários sistemas. Nossos dados também mostram que camundongos knockouts para o transportador da vesícula de acetilcolina (VAChT-/-), os quais possuem redução de 70% da liberação de acetilcolina, apresentaram baixo ganho de peso corpóreo quando alimentados com dieta hiperlipídica. Além disso, camundongos VAChT-/- também tiveram um aumento do consumo de O2 (VO2) e o tecido adiposo com coloração marrom nitidamente mais intensa, em comparação com os camundongos selvagens, sugerindo uma maior atividade deste tecido na ausência da acetilcolina. O objetivo deste trabalho é investigar a ação central da insulina sobre a inervação colinérgica e a consequente ação da acetilcolina sobre a regulação da termogênese do TAM, TABr, adiposidade e gasto energético. Para tanto, utilizaremos camundongos VAChT-/- e seu background C57/N3, alimentados ou não com dieta hiperlipídica, além de cultura de adipócitos imortalizados, que será utilizada para se avaliar a ação da acetilcolina sobre a diferenciação destas células in vitro. As medidas dos parâmetros metabólicos gerais, tais como GTT, iTT, controle de peso e glicêmico, serão realizadas em todos os grupos. Medida indireta de gasto energético será feita em respirômetro, onde o VO2 e VCO2 serão aferidos em condições basais e na presença de insulina aplicada via intracerebroventricular (ICV) ou após injeção intraperitoneal de noradrenalina, inibidores da acetilcolinesterase ou antagonistas colinérgicos. Também faremos a medida térmica direta dos animais através da técnica de imagem térmica da superfície da pele. Os níveis de acetilcolina no TAM e no TABr serão mensurados através de kit comercial de fluorescência. Também realizaremos análises histológicas e imunohisoquímica para UCP1 e para o marcador de neurônios colinérgicos colina acetiltransferase (ChAT) no TAM e TABr. Será realizado PCR quantitativo para detectar os níveis de RNA mensageiro dos principais marcadores de diferenciação de adipócitos marrons, tando nos depósitos de gordura de camundongos como em cultura de adipócitos. Não obstante, também será realizado western blotting para a detecção das proteínas envolvidas na sinalização da insulina no TAM, TABr, músculo esquelético, e fígado. Dependendo dos resultados obtidos, novos experimentos poderão ser realizados. (AU)