O papel do jejum intermitente 16/8 na ingestão alimentar e gasto energético modulando o peso corporal de camundongos obesos e magros

Abstract

A obesidade e o sobrepeso estão aumentando anualmente; estima-se que mais de 1.9 bilhões de pessoas no mundo apresentam sobrepeso e 650 milhões de pessoas são obesas. Nos últimos anos, o papel do tecido adiposo marrom (TAM) no combate a obesidade vem sendo evidenciado. A ativação do TAM representa uma oportunidade de aumentar o gasto energético e reduzir o peso corporal. O jejum intermitente (JJI) tem se tornado uma das dietas mais realizadas no mundo no combate à obesidade. Poucos estudos abordam o papel do JJI no processo de ativação do TAM. Assim sendo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o papel do JJI na ativação do TAM, via atividade termogênica pós-prandial em animais magros e obesos. Os animais magros foram divididos em 2 grupos: grupo controle (SD) e grupo JJI (16/8 SD). A ração foi removida as 6:00 e recolocada as 22:00 diariamente por 35 dias. Após 35 dias, o grupo 16/8 SD apresentou aumento do peso corporal (+8%). Concomitantemente, o grupo 16/8 SD apresentou hiperfagia, apresentando um aumento da ingestão alimentar em 25% em comparação ao grupo SD. o grupo 16/8 SD apresentou redução do VO2 e heat. Da mesma forma, o grupo 16/8 SD apresentou redução da temperatura por termografia no TAM. Para demonstrarmos o efeito da hiperfagia no aumento do peso corporal, realizamos a adição do grupo Pair Feeding (16/8 SD Pair Feeding). O grupo 16/8 SD Pair Feeding, foi capaz de atenuar o ganho de peso corporal induzido pela 16/8. Interessantemente, o gasto energético foi reduzido em ambos os grupos 16/8, demonstrando que o aumento de peso corporal é dependente da ingestão alimentar. Para vermos se o efeito de aumento de peso corporal se repetia em animais obesos, nós induzimos a obesidade por dieta rica em gordura (HFD) e dividimos em dois grupos: grupo controle obeso (HFD) e 16/8 HFD. De uma forma oposta ao grupo de magros, o JJI em animais obesos é capaz de reduzir o peso corpora (-8%) em comparação ao grupo HFD. Da mesma forma, o grupo 16/8 HFD apresentou redução da ingestão alimentar em comparação ao grupo HFD. Interessantemente, o grupo 16/8 HFD apresentou aumento do gasto energético pós-prandial (VO2 e heat). Da mesma forma, o grupo 16/8 HFD apresentou aumento da temperatura no TAM pós-prandial. O grupo 16/8 HFD apresentou aumento da massa do TAM em torno de 82% em comparação ao grupo HFD. Para vermos se o mecanismo era via aumento da UCP1, quantificamos a expressão proteica da UCP1 no TAM e observamos que não houve aumento da expressão da UCP1. No entanto, como a massa do TAM é maior, acreditamos que o aumento do conteúdo proteico da UCP1 multiplicado pela massa do TAM é um dos mecanismos centrais no aumento da termogênese pós-prandial e redução do peso corporal. Para evidenciarmos o papel da UCP nesses fenômenos, os grupos UCP1 KO foram avaliados. O grupo UCP1 KO 16/8 HFD não apresentou redução do peso corporal, não apresentou hipofagia e nem aumento da termogênese pós prandial, demonstrando assim, que a UCP1 é uma das proteínas centrais nos fenômenos realizados pelo JJI. No entanto, para demonstrarmos que o efeito é via aumento da atividade do TAM e não o browning do TAB, nós desnervamos o TAM e foram divididos em 4 grupos: HFD, HFD+Denervação, 16/8 HFD e 16/8 HFD+Denervação. O efeito no aumento da termogênese pós-prandial foi abolino no grupo 16/8HFD+Denervação, demonstrando assim que a atividade termogênica pós-prandial é via TAM. Interessantemente, a termogênese pós-prandial foi acompanhada pelo aumento da concentração de leptina plasmática. Como a leptina é um dos controladores da ingestão alimentar, e para vermos se ela é uma das moléculas centrais na hipofagia, nós realizamos a administração de leptina exógena, nos grupos HFD e 16/8 HFD, assim, a administração exógena de leptina foi capaz de reduzir a ingestão alimentar em 35% e aumentar a temperatura do TAM no grupo 16/8 HFD+Denervação. Para demonstrarmos que a leptina pode ser um dos controladores da atividade da UCP1 no TAM, nós realizamos o 16/8 nos animais ob/ob e como esperávamos, a termogênese pós prandial foi abolida no grupo ob/ob 16/8 HFD, o que corrobora com o papel da leptina no jejum intermitente 16/8. Desta forma, este estudo demonstra que o jejum intermitente é capaz de reduzir o peso corporal em animais obesos via hipofagia, aumento da massa do TAM, aumento do conteúdo da UCP1 e a leptina é um dos sinalizares para ocorrer a termogênese pós-prandial.

Obesity and overweight are continuously increasing; it is estimated that more than 1.9 billion people in the world are overweight and 650 million people are obese. In recent years, the role of brown adipose tissue (BAT) in combating obesity has been highlighted. TAM activation represents an opportunity to increase energy expenditure and reduce body weight. Intermittent fasting (IF) has become one of the most accomplished diets in the world in the fight against obesity. Few studies address the role of the IF in the BAT activation process. Therefore, the objective of this work was to evaluate the role of the IF in the activation of the BAT, via postprandial thermogenic activity in lean and obese animals. Lean animals were divided into 2 groups: control group (SD) and IF group (16/8 SD). Feed was removed at 6:00 am and replaced at 10:00 pm daily for 35 days. After 35 days, the 16/8 SD group showed an increase in body weight (+8%). Concomitantly, the 16/8 SD group showed hyperphagia, showing a 25% increase in food intake compared to the SD group. the 16/8 SD group showed a reduction in VO2 and heat. Likewise, the 16/8 SD group showed a decrease in temperature by thermography in the BAT. To demonstrate the effect of hyperphagia on body weight gain, we added the Pair Feeding group (16/8 SD Pair Feeding). The 16/8 SD Pair Feeding group was able to attenuate the increased body weight induced by 16/8. Interestingly, energy expenditure was reduced in both 16/8 groups, demonstrating that increased body weight is dependent on food intake. To avaluete if the body weight increase effect is repeated in obese animals, we induced obesity by high fat diet (HFD) and divided into two groups: obese control group (HFD) and IF obese (16/8 HFD). In contrast to the lean group, the IF in obese animals is able to reduce body weight (8%) compared to the HFD group. Likewise, the 16/8 HFD group showed reduced food intake compared to the HFD group. Interestingly, the 16/8 HFD group showed increased postprandial energy expenditure (VO2 and heat). Likewise, the 16/8 HFD group showed an increase in temperature in the postprandial BAT. The 16/8 HFD group showed an increase in the BAT mass of around 82% compared to the HFD group. To see if the mechanism was via an increase in UCP1, we quantified the protein expression of UCP1 in the BAT and observed that there was no increase in UCP1 expression. However, because the BAT mass is bigger, we believe that the increase in UCP1 protein content multiplied by the BAT mass is one of the central controls in increasing postprandial thermogenesis and reducing body weight. In order to demonstrate the role of the UCP in these phenomena, the UCP1 KO groups were evaluated. The UCP1 KO 16/8 HFD group showed no reduction in body weight, no hypophagia and no increase in postprandial thermogenesis, thus demonstrating that UCP1 is one of the central proteins in the phenomena performed by the IF. However, to demonstrate that the effect is via increased BAT activity and not browning of WAT, we denervated the BAT and were divided into 4 groups: HFD, HFD+Denervation, 16/8 HFD and 16/8 HFD+Denervation. The effect on increasing postprandial thermogenesis was abolished in the 16/8HFD+Denervation group, thus demonstrating that postprandial thermogenic activity is via TAM. Interestingly, postprandial thermogenesis was concomitant with increased plasma leptin concentration. As leptin is one of the controllers of food intake, and to see if it is one of the central factors in hypophagia, we performed the administration of exogenous leptin, in the HFD and 16/8 HFD groups, thus, the exogenous administration of leptin was able to reduce food intake by 35% and increase BAT temperature in the 16/8 HFD+Denervation group. To demonstrate that leptin may be one of the controllers of UCP1 activity in the BAT, we performed 16/8 in the ob/ob animals and, as expected, postprandial thermogenesis was abolished in the ob/ob 16/8 HFD group, which corroborates the role of leptin in 16/8 intermittent fasting. Thus, this study demonstrates that intermittent fasting is able to reduce body weight in obese animals via hypophagia, increased BAT mass, increased UCP1 content, and leptin is one of the signals for postprandial thermogenesis to occur.