Efeito do tratamento com restrição calórica na saúde óssea de camundongos obesos alimentados com dieta rica em gordura
Effect of calorie restriction treatment on bone health in obese mice fed a high-fat diet
Publication year: 2024
Theses and dissertations in Portugués presented to the Unniversidade Federal de Minas Gerais to obtain the academic title of Mestre. Leader: Oliveira, Marina Chaves de
Na obesidade ocorre a secreção excessiva de adipocinas pró-inflamatórias por adipócitos e macrófagos decorrente do aumento de adiposidade. Isso desencadeia eventos que afetam negativamente parâmetros glicêmicos, cardiovasculares, além do metabolismo ósseo. A restrição calórica (RC) é uma estratégia muito utilizada como tratamento da obesidade, uma vez que o déficit calórico é um dos fatores chave para a perda de peso. Entretanto, os efeitos da restrição calórica na saúde óssea são complexos e apresentam aspectos contraditórios. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da restrição calórica como tratamento dietético na saúde óssea de camundongos com obesidade induzida por uma dieta hiperlipídica (HF). Para isso, camundongos machos C57BL/6 foram divididos em: (i) camundongos alimentados com dieta Labina® (controle) e (ii) camundongos alimentados com dieta HF - 45% do total calórico da dieta. Ao alcançarem 40 gramas, alguns animais do grupo HF foram direcionados ao terceiro grupo: (iii) camundongos alimentados com dieta HF, seguida pela intervenção dietética por meio de RC. Essa intervenção compreendeu a troca da dieta HF pela dieta Labina®, sendo submetidos a esse protocolo pelo período de 35 dias. Ao final da intervenção foi realizado o teste de tolerância à glicose. Os animais foram eutanasiados com coleta de tecido adiposo, fêmur e tíbia. Foram realizadas análises de histologia, microtomografia computadorizada (MicroCT), dosagem sérica de marcadores ósseos/metabólicos e expressão gênica por PCR em tempo real. Os resultados mostraram que a dieta HF induziu aumento do índice de adiposidade e da área de adipócitos, associada a alterações metabólicas, como aumento da glicose sérica de jejum e piora na tolerância oral à glicose. Na microarquitetura óssea foi observado o aumento do percentual de volume ósseo (BV/TV) e o aumento do número de trabéculas (T.Sp) associado a alterações na histologia, apresentando menor número de osteoblastos e osteoclastos. Esse efeito não parece benéfico devido às consequências adversas na saúde metabólica e ao aumento da adiposidade induzidas pela dieta HF. Em contrapartida, a RC mostrou ser uma estratégia de tratamento válida para a obesidade, revertendo completamente o aumento de adiposidade e as alterações no metabolismo glicêmico induzidas pela dieta HF. No contexto ósseo, a RC apresentou uma relação RANKL/OPG aumentada, com aumento de osteoblastos e osteoclastos. Na microarquitetura óssea, a RC induziu ao retorno aos parâmetros basais, com redução da densidade mineral óssea (DMO), BV/TV e T.Sp, sugerindo uma redução proporcional à perda de peso. Portanto, o tratamento com a restrição calórica parece reverter as alterações metabólicas e ósseas decorrentes do consumo de dieta HF. Entretanto, é ainda crucial investigar mais essa reversão óssea induzida pela RC para determinar seu real impacto na saúde óssea, apesar dos seus benefícios, especialmente em indivíduos com alterações ósseas decorrentes da obesidade.
Obesity involves excessive secretion of pro-inflammatory adipokines by adipocytes and macrophages due to increased adiposity. This triggers events that negatively affect glycemic and cardiovascular parameters, as well as bone metabolism. Caloric restriction (CR) is a strategy widely used as a treatment for obesity, since caloric deficit is one of the key factors for weight loss. However, the effects of caloric restriction on bone health are complex and present contradictory aspects. The aim of this study was to evaluate the effect of caloric restriction as a dietary treatment on bone health in mice with obesity induced by a high-fat diet (HF). For this purpose, male C57BL/6 mice were divided into: (i) mice fed a Labina® diet (control) and (ii) mice fed a HF diet - 45% of the total calories of the diet. Upon reaching 40 grams, some animals from the HF group were directed to the third group: (iii) mice fed a HF diet, followed by dietary intervention through CR. This intervention included replacing the HF diet with the Labina® diet, and they were subjected to this protocol for a period of 35 days. At the end of the intervention, a glucose tolerance test was performed. The animals were euthanized and adipose tissue, femur and tibia were collected. Histology, micro-computed tomography (MicroCT), serum measurement of bone/metabolic markers and gene expression by real-time PCR were performed. The results showed that the HF diet induced an increase in the adiposity index and adipocyte area, associated with metabolic changes, such as increased fasting serum glucose and worsening oral glucose tolerance. In bone microarchitecture, an increase in the percentage of bone volume (BV/TV) and an increase in the number of trabeculae (T.Sp) were observed, associated with changes in histology, showing a lower number of osteoblasts and osteoclasts. This effect does not seem beneficial due to the adverse consequences on metabolic health and the increase in adiposity induced by the HF diet. In contrast, CR has shown to be a valid treatment strategy for obesity, completely reversing the increase in adiposity and changes in glycemic metabolism induced by the HF diet. In the bone context, CR showed an increased RANKL/OPG ratio, with an increase in osteoblasts and osteoclasts. In bone microarchitecture, CR induced a return to baseline parameters, with a reduction in bone mineral density (BMD), BV/TV and T.Sp, suggesting a reduction proportional to weight loss. Therefore, treatment with caloric restriction appears to reverse the metabolic and bone changes resulting from the consumption of the HF diet. However, it is still crucial to further investigate this CR-induced bone reversal to determine its real impact on bone health, despite its benefits, especially in individuals with bone alterations resulting from obesity.