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Alteraciones cardíacas en la obesidad: efecto de la dieta hiperlipídica e implicación de
la sirtuína Sirt1.
I. Redondo-Angulo1,2, J. Villarroya1,2, C. Rupérez1,2, R. Iglesias1,2, M. Giralt, 1,2 F. Villarroya1,2, A.
Planavila1,2
1CIBER
Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición; 2Departament de Bioquímica i Biologia Molecular, Institut de Biomedicina (IBUB), Universitat de Barcelona.
INTRODUCCIÓN
Las alteraciones cardiacas son frecuentes como consecuencia de la obesidad. Una dieta rica en grasas conduce al desarrollo de disfunción cardíaca pero no está
claro hasta qué punto la dieta grasa en sí misma, independientemente de la aparición de la obesidad, causa ya efectos cardíacos deletéreos. La proteína Sirt1 es
un regulador de la expresión génica presente en el corazón y que se sabe que media la respuesta biológica a nutrientes. El objetivo de este estudio es dilucidar los
primeros eventos en la disfunción cardiaca causados por una dieta rica en grasas antes de que aparezcan alteraciones masivas debidas a la obesidad y establecer
el papel de Sirt1 en esos eventos.
MÉTODOS
Tratamiento durante 5 semanas de ratones controles (WT) y ratones con haploinsuficiencia para Sirt1 (Sirt1 +/-) con dieta rica en grasas (35% grasa). Análisis de
parámetros sistémicos, histología, expresión génica e immunoprecipitación en corazón.
RESULTADOS
I. Caracterización de los ratones wild-type y Sirt1+/después de la ingesta de una dieta rica en grasas.
II. La dieta rica en grasas provocó la represión de los genes diana de PPARα
estando Sirt1 implicado en la represión de estos genes.
RXR
PPARa
PPRE
FA oxidation
Wild-type and Sirt1+/- mice were maintained on a control chow diet [C] or a
high-fat diet [HF] for 5 weeks. All measurements are means ± S.E.M. ΔBW,
increased body weight; TG, triglycerides; FFA, free fatty acids. *p<0.05
compared with corresponding mice on a control chow diet [C].
Figure 1. Effects of Sirt1 deficiency on the expression of
metabolic genes after a short-term, high-fat diet. Adult wt
(white bars) and Sirt1+/- (black bars) mice were fed a control chow
diet [C] or a high-fat diet [HF] for 5 weeks. (A) mRNA expression
levels of the lipid catabolism genes MCAD, m-cpt-I and pdk4, and
the fatty acid transporter CD36. (B) mRNA expression levels of the
glucose transporters Glut1 and Glut4. Results are expressed as
means ± SEMs (n=5–6 mice/group; *p<0.05 compared with
corresponding mice on a control [C] diet; #p<0.05 compared with
corresponding wt mice; one-way ANOVA.).
III. La haploinsuficiencia de Sirt1 previene la inducción de los vías
pro-inflamatorias en el corazón en respuesta a una dieta rica en
grasas.
NF-κB
p65
NFkB
Pro-inflammatory
genes
MCAD
M-cpt-I
PDK4
CD36
IV. La dieta rica en grasas induce la formación del complejo p65/PPARα en
el corazón.
Figure 3.
Cardiac p65/PPARa
interactions in mice on a shortterm, high-fat diet. (A) Cardiac
MCP-1
TNFα
IL6
Figure 2. Cardiac pro-inflammatory
pathways are activated in response to
a short-term, high-fat diet in wt mice
but not in Sirt1+/- mice. Adult wt (white
bars) and Sirt1+/- (black bars) mice were
maintained on a control chow diet [C] or a
high-fat diet [HF] for 5 weeks. (A) Cardiac
expression levels of mRNA for the proinflammatory genes MCP-1, IL6, and
TNFa, and the anti-inflammatory gene
FGF21. (B) Plasmatic levels of IL6. (C)
NF-kB activity presented as absorbance
per milligram of protein in nuclear extracts
from hearts. Results are expressed as
means ± SEMs (n=5–6 mice/group;
*p<0.05 compared with corresponding
mice on a control [C] diet; #p<0.05
compared with corresponding wt mice;
one-way ANOVA).
extracts from wt and Sirt1+/- mice
fed a control chow diet [C] or a
high-fat
diet
[HF]
were
immunoblotted with anti-Sirt1,
anti-p65,
anti-acetylated-p65
(Ac-p65),
and
anti-a-tubulin
antibodies. (B) Ratio Ac-p65/p65
obtained after quantification of
the western-blot (a.u.). (C)
Cardiac extracts from wt and
Sirt1+/mice
were
immunoprecipitated using an
anti-PPARa antibody coupled to
protein A/G–agarose beads and
immunoblotted with anti-p65
antibodies. Left: representative
image of the western-blot, Right:
quantification of the p65 band
(a.u.).
VI. La dieta rica en grasas promueve la asociación de PPARa con Sirt1 en
el corazón de los ratones wt, pero no en los ratones Sirt1+/- .
Figure 5. A short-term, high-fat diet
leads to formation of a Sirt1/PPARa
complex. Cardiac extracts from wt and
Sirt1+/- mice fed a control chow diet [C] or
a
high-fat
diet
[HF]
were
immunoprecipitated using an anti-PPARa
antibody coupled to protein A/G–agarose
beads and immunoblotted with anti-Sirt1
antibody.
V. La vía ERR cardíaca se encuentra reprimida en respuesta a la
dieta grasa en los ratones wt pero no en los ratones Sirt1+/- .
Figure 4. Characterization of ERRa
pathways in the heart. Adult wt (white
bars) and Sirt1+/- (black bars) mice were
maintained on a control chow diet [C] or
a high-fat diet [HF] for 5 weeks. Relative
transcript levels of the transcription
factor ERRa and those of its target
genes Sdha, Ndufs4, and Sirt3. Results
are expressed as means ± SEMs (n=5–
6 mice/group; *p<0.05 compared with
corresponding mice on a control [C]
diet;
#p<0.05
compared
with
corresponding wt mice; one-way
ANOVA).
CONCLUSIONES
Los niveles de Sirt1 determinan la respuesta del
corazón frente a una dieta rica en grasas. En
presencia de Sirt1 se forma mayoritariamente
un complejo entre Sirt1 y PPARα que provoca la
represión de los genes diana de ERR
implicados en la producción de energía (A). En
cambio, niveles bajos de Sirt1 potencian la
expresión de genes implicados en la oxidación
de ácidos grasos y reprimen las vías proinflamatorias en el tejido cardíaco (B).
Agradecimientos:
Financiado por MINECO (SAF2014-55725-R y SAF2014-55702-JIN), EU
(FP7 proyecto BETABAT, grant HEALTH-F2-2011-277713), Generalitat de Catalunya (2014SGR-141)
y Fundación BBVA.