Palmitoleic acid reduces intramuscular lipid and restores insulin sensitivity in obese sheep

Abstract

Se utilizaron ovejas obesas para evaluar los efectos de la infusión de ácido palmitoleico (C16: 1 cis-9) sobre la lipogénesis y los niveles de insulina circulante. La infusión de 10 mg / kg de peso corporal (PC) / día C16: 1 por vía intravenosa en ovejas obesas redujo (P <0,01) la ganancia de peso en un 77%. Los niveles de palmitoleico en suero aumentaron (P, 0.05) de manera lineal con niveles crecientes de infusión de C16: 1. El ácido vaccénico cis-11 (C18: 1 cis-11), un producto conocido de elongación del ácido palmitoleico, también se elevó (P, 0,05) en suero después de 14 días y 21 días de infusión. Los niveles de insulina en plasma fueron más bajos (P, 0.05) (10 mg / kg de peso corporal / día C16: 1) que los controles (0 mg / kg de peso corporal / día C16: 1) a los 14 días y 28 días de infusión. La infusión de C16: 1 dio como resultado aumentos lineales en las concentraciones tisulares de los ácidos palmitoleico, cis-11 vaccénico, eicosapentaenoico y docosapentaenoico de una manera dependiente de la dosis. El contenido total de lípidos del músculo semitendinoso (ST) y del tejido adiposo mesentérico se redujo (P, 0,01) en niveles de dosis de 5 mg / kg y 10 mg / kg de peso corporal C16: 1. El contenido total de lípidos y el tamaño medio de los adipocitos en el músculo longissimus se redujo (P, 0,05) en el nivel de dosis de 10 mg / kg BW C16: 1 solamente, mientras que el contenido total de lípidos y el tamaño de los adipocitos del tejido adiposo subcutáneo no se alteraron. El contenido total de lípidos del hígado tampoco cambió con la infusión de C16: 1. La infusión de ácido palmitoleico regula al alza (P, 0,05) acetil-CoA carboxilasa (ACC), elongasa 6 de ácido graso (ELOVL6) y proteína quinasa, subunidad catalítica alfa 1 activada por AMP, expresiones de ARNm de la variante de transcripción 1 (AMPK) en el hígado, adiposo subcutáneo y músculo ST en comparación con los controles. Sin embargo, la expresión del ARNm del transportador de glucosa tipo 4 (GLUT4) y la carnitina palmitoiltransferasa 1b (CPT1B) difirió entre los tejidos. En el hígado y el tejido adiposo subcutáneo, la infusión de C16: 1 aumentó (P, 0,05) GLUT4 y CPT1B, mientras que estos genes se regularon negativamente (P, 0,05) en el músculo ST con la infusión de C16: 1. Estos resultados muestran que la infusión de C16: 1 durante 28 días redujo el aumento de peso, el tamaño de los adipocitos intramusculares y el contenido total de lípidos y los niveles de insulina circulante. Estos cambios parecen estar mediados por alteraciones en la expresión de genes que regulan la absorción de glucosa y la oxidación de ácidos grasos específicamente en los músculos.

Obese sheep were used to assess the effects of palmitoleic (C16:1 cis-9) acid infusion on lipogenesis and circulating insulin levels. Infusion of 10 mg/kg body weight (BW)/day C16:1 intravenously in obese sheep reduced (P<0.01) weight gain by 77%. Serum palmitoleic levels increased (P<0.05) in a linear manner with increasing levels of C16:1 infusion. Cis-11 vaccenic (C18:1 cis-11) acid, a known elongation product of palmitoleic acid, was also elevated (P<0.05) in serum after 14 days and 21 days of infusion. Plasma insulin levels were lower (P<0.05) (10 mg/kg BW/day C16:1) than controls (0 mg/kg BW/day C16:1) at 14 days and 28 days of infusion. Infusion of C16:1 resulted in linear increases in tissue concentrations of palmitoleic, cis-11 vaccenic, eicosapentaenoic, and docosapentaenoic acids in a dose-dependent manner. Total lipid content of the semitendinosus (ST) muscle and mesenteric adipose tissue was reduced (P<0.01) in both 5 mg/kg and 10 mg/kg BW C16:1 dose levels. Total lipid content and mean adipocyte size in the longissimus muscle was reduced (P<0.05) in the 10 mg/kg BW C16:1 dose level only, whereas total lipid content and adipocyte size of the subcutaneous adipose tissue was not altered. Total lipid content of the liver was also unchanged with C16:1 infusion. Palmitoleic acid infusion upregulated (P<0.05) acetyl-CoA carboxylase (ACC), fatty acid elongase-6 (ELOVL6), and Protein kinase, AMP-activated, alpha 1 catalytic subunit, transcript variant 1 (AMPK) mRNA expressions in liver, subcutaneous adipose, and ST muscle compared to the controls. However, mRNA expression of glucose transporter type 4 (GLUT4) and carnitine palmitoyltransferase 1b (CPT1B) differed between tissues. In the subcutaneous adipose and liver, C16:1 infusion upregulated (P<0.05) GLUT4 and CPT1B, whereas these genes were downregulated (P<0.05) in ST muscle with C16:1 infusion. These results show that C16:1 infusion for 28 days reduced weight gain, intramuscular adipocyte size and total lipid content, and circulating insulin levels. These changes appear to be mediated through alterations in expression of genes regulating glucose uptake and fatty acid oxidation specifically in the muscles.