El estrés oxidativo como modulador de la adiposidad : implicancias en la obesidad

Autores
Funk, Melania
Año de publicación
2025
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis doctoral
Estado
versión aceptada
Colaborador/a o director/a de tesis
Uranga, Romina M.
Salvador, Gabriela A.
Descripción
La obesidad es una enfermedad crónica compleja defi nida por depósitos excesivos de grasa que pueden perjudicar la salud. Tanto el sobrepeso como la obesidad son el resultado de un desequilibrio entre la ingesta (dieta) y el gasto energético. En la mayoría de los casos, la obesidad es una enfermedad multifactorial debida a entornos obesogénicos, factores psicosociales y variantes genéticas. El ambiente obesogénico, que exacerba la probabilidad de obesidad en individuos y poblaciones, está relacionado con factores estructurales que limitan la disponibilidad de alimentos saludables y sostenibles a precios localmente asequibles, la falta de movilidad física segura y fácil en la vida diaria de todas las personas y la ausencia de un entorno legal y regulatorio adecuado. Al mismo tiempo, la falta de una respuesta efi caz del sistema de salud para identifi car la acumulación de grasa en sus primeras etapas facilita la progresión hacia la obesidad. Además, esta enfermedad también puede ser un factor de riesgo para el desarrollo de comorbilidades, incluyendo la diabetes mellitus tipo 2, enfermedades cardiovasculares, insufi ciencia cardíaca y enfermedad hepática no alcohólica, entre otras, empeorando la condición. La necesidad de opciones de tratamientos farmacológicos efi caces es imperiosa, pero, hasta hace poco, solo unos pocos fármacos han demostrado sufi ciente efi cacia y seguridad. Este trabajo de tesis tuvo como objetivo estudiar la modulación de la hipertrofi a e hiperplasia adiposa (las dos formas de crecimiento del tejido adiposo) por el estrés oxidativo y dilucidar los eventos moleculares desencadenados en la adipogénesis, así como en los procesos de lipogénesis y lipólisis en el adipocito maduro. La inhibición de la adipogénesis controlada ha sido pensada como estrategia para prevenir la expansión del tejido adiposo y, en consecuencia, para el tratamiento de la obesidad. Sin embargo, aún existen varios interrogantes sobre la regulación del proceso de diferenciación del adipocito. En este sentido, las especies reactivas de oxígeno (ROS, del inglés reactive oxygen species ) han surgido como moduladores claves de la adipogénesis. Por este motivo, en el primer capítulo, se estudió el efecto de la menadiona (Men, una forma sintética de la vitamina K conocida por inducir el aumento de ROS intracelulares) sobre la diferenciación de preadipocitos 3T3-L1. La Men generó un estrés oxidativo leve, caracterizado por el aumento de ROS y peroxidación lipídica, sin afectar la viabilidad celular. La Men (15 μM) inhibió drásticamente la adipogénesis, fenómeno caracterizado por la disminución tanto de gotas lipídicas intracelulares como de la expresión de marcadores lipo/adipogénicos, tales como: el receptor activado por proliferadores de peroxisomas (PPAR, del inglés peroxisome proliferator-activated receptor ) γ, la ácido graso sintasa (FAS, del inglés fatty acid synthase ), la CCAAT/proteína de unión al potenciador (C/EBP, del inglés CCAAT/enhancer-binding protein ) α, la proteína de unión a ácidos grasos (FABP, del inglés fatty acid binding protein ) 4 y la perilipina. El tratamiento con Men también aumentó la lipólisis, como lo indica el aumento de la liberación de glicerol y el incremento en la expresión de la lipasa sensible a hormonas (HSL, del inglés hormone-sensitive lipase ). Además, la Men aumentó la fosforilación inhibidora de la acetil-CoA carboxilasa (ACC, del inglés acetyl-CoA carboxylase ), lo que resultó en la inhibición de la síntesis de ácidos grasos y, como consecuencia, en la disminución del contenido de triglicéridos (TAG). La Men también inhibió la vía de la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K, del inglés phosphoinositide 3-kinase )/Akt. El tratamiento con insulina, un potente activador fi siológico de la vía PI3K/Akt, rescató el nivel normal de expresión de PPARγ, el regulador maestro de la adipogénesis, y superó el efecto inhibitorio de la Men sobre la capacidad de diferenciación de los preadipocitos 3T3-L1. Estos resultados muestran una acción antiadipogénica de la Men, que está, al menos en parte, mediada por la vía de señalización PI3K/Akt, y resaltan la importancia del estudio de la biología redox del adipocito al momento de pensar en nuevos agentes terapéuticos tanto para el tratamiento como para la prevención de la adiposidad.
Obesity is a complex chronic disease defi ned by excessive fat deposits that can impair health. Both overweight and obesity result from an imbalance between energy intake (diet) and energy expenditure. In most cases, obesity is a multifactorial disease caused by obesogenic environments, psychosocial factors, and genetic variants. The obesogenic environment, which exacerbates the likelihood of obesity in individuals and populations, is related to structural factors that limit the availability of healthy sustainable food at locally aff ordable prices, the lack of safe and easy physical mobility in daily life for all people, and the absence of an adequate legal and regulatory framework. At the same time, the lack of an eff ective health system response to identify fat accumulation in its early stages facilitates progression towards obesity. Furthermore, this disease can also be a risk factor for the development of comorbidities, including type 2 diabetes mellitus, cardiovascular diseases, heart failure, and non-alcoholic liver disease, among others, worsening the condition. The need for eff ective pharmacological treatment options is urgent, but until recently, only a few drugs have shown suffi cient effi cacy and safety. This thesis work aimed to study the modulation of adipose hypertrophy and hyperplasia (the two forms of adipose tissue growth) by oxidative stress and elucidate the molecular events triggered by oxidative stress in adipogenesis, as well as in the processes of lipogenesis and lipolysis in the mature adipocyte. Controlled inhibition of adipogenesis has been considered as a strategy to prevent adipose tissue expansion and, consequently, for obesity management. However, several questions remain concerning the regulation of the adipocyte diff erentiation process. In this regard, reactive oxygen species (ROS) have emerged as key modulators of adipogenesis. Therefore, in the fi rst chapter, the eff ect of menadione (Men, a synthetic form of vitamin K known as an inducer of the production of intracellular ROS) on 3T3-L1 preadipocyte diff erentiation was studied. Men generated mild oxidative stress, characterized by increased ROS and lipid peroxidation, without aff ecting cell viability. Men (15 μM) drastically inhibited adipogenesis, a phenomenon characterized by the reduction of intracellular lipid droplets and the expression of lipo/adipogenic markers such as peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) γ, fatty acid synthase (FAS), CCAAT/ enhancer-binding protein (C/EBP) α, fatty acid binding protein (FABP) 4, and perilipin. Men treatment also increased lipolysis, as indicated by the augmented release of glycerol and the higher expression of hormone-sensitive lipase (HSL). Additionally, Men increased the inhibitory phosphorylation of acetyl-CoA carboxylase (ACC), preventing fatty acid synthesis. As a consequence, triglyceride (TAG) content was decreased. Men also inhibited the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt pathway. Furthermore, the treatment with insulin, a potent physiological activator of the PI3K/Akt pathway, rescued normal expression levels of PPARγ, the master regulator of adipogenesis, and overcame the inhibitory eff ect of Men on the diff erentiation capacity of 3T3-L1 preadipocytes. These results demonstrate an antiadipogenic eff ect of Men, which is, at least in part, mediated by the PI3K/Akt signaling pathway and highlight the importance of studying the redox biology of adipocytes when considering new therapeutic agents for both the treatment and prevention of adiposity. In the second chapter, we evaluated the eff ect of iron (Fe)-induced oxidative stress using in vitro and in vivo models. Adipocytes obtained by 3T3-L1 preadipocytes diff erentiation were exposed to ferric ammonium citrate (FAC, 500-1000 μM), after which augmented lipid peroxides and cellular membrane permeability were observed. The increase in oxidative stress markers coincided with a greater lipolysis. These results were also corroborated in the in vivo model, where a decrease in neutral lipid content was detected in gonadal adipose tissue of mice treated with Fe. Furthermore, Fe-treated animals presented a diff erent architecture of gonadal fat, characterized by smaller adipocyte size, reduced tissue volume, and fi brosis. Lipolysis in the white adipose tissue of humans and rodents is a gradual process regulated by adipose triglyceride lipase (ATGL), HSL, and monoacylglycerol lipase. The exacerbated lipolysis was accompanied by the upregulation of β-catenin expression in 3T3-L1 and gonadal adipocytes upon Fe treatment. To ascertain the role of this signaling pathway in oxidative stress-induced lipolysis, we worked with adipocytes diff erentiated from mesenchymal stem cells (MSC) knockout (β-catenin KO) or with wild-type expression of the β-catenin gene. To this end, MSCs were isolated from the outer ears of β-catenin fl /fl (gen Ctnnb1 fl /fl ) mice, and at day 4 of adipogenic diff erentiation, gene deletion was induced with the adenoviral Cre recombinase. The expression of the lipolytic enzymes ATGL and HSL was assessed by RT-qPCR in β-catenin KO and control adipocytes exposed to FAC or its vehicle. In wild type adipocytes, the Fe exposure increased the mRNA levels of ATGL and HSL, while lipolytic enzyme expression remained unchanged in β-catenin KO cells. Based on these results, it can be concluded that Fe-induced oxidative stress is capable of activating lipolysis through a mechanism involving the β-catenin pathway in fat cells. In summary, this work provides new knowledge about the role of ROS in the regulation of adipogenesis and lipid metabolism in adipocytes, and emphasizes the importance of redox biology as a key modulating factor in adipose tissue expansion.
Fil: Funk, Melania. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Materia
Estrés oxidativo
Hierro
Obesidad
Tejido adiposo
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Repositorio
Repositorio Institucional Digital de la Universidad Nacional del Sur (RID-UNS)
Institución
Universidad Nacional del Sur
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Al mismo tiempo, la falta de una respuesta efi caz del sistema de salud para identifi car la acumulación de grasa en sus primeras etapas facilita la progresión hacia la obesidad. Además, esta enfermedad también puede ser un factor de riesgo para el desarrollo de comorbilidades, incluyendo la diabetes mellitus tipo 2, enfermedades cardiovasculares, insufi ciencia cardíaca y enfermedad hepática no alcohólica, entre otras, empeorando la condición. La necesidad de opciones de tratamientos farmacológicos efi caces es imperiosa, pero, hasta hace poco, solo unos pocos fármacos han demostrado sufi ciente efi cacia y seguridad. Este trabajo de tesis tuvo como objetivo estudiar la modulación de la hipertrofi a e hiperplasia adiposa (las dos formas de crecimiento del tejido adiposo) por el estrés oxidativo y dilucidar los eventos moleculares desencadenados en la adipogénesis, así como en los procesos de lipogénesis y lipólisis en el adipocito maduro. La inhibición de la adipogénesis controlada ha sido pensada como estrategia para prevenir la expansión del tejido adiposo y, en consecuencia, para el tratamiento de la obesidad. Sin embargo, aún existen varios interrogantes sobre la regulación del proceso de diferenciación del adipocito. En este sentido, las especies reactivas de oxígeno (ROS, del inglés reactive oxygen species ) han surgido como moduladores claves de la adipogénesis. Por este motivo, en el primer capítulo, se estudió el efecto de la menadiona (Men, una forma sintética de la vitamina K conocida por inducir el aumento de ROS intracelulares) sobre la diferenciación de preadipocitos 3T3-L1. La Men generó un estrés oxidativo leve, caracterizado por el aumento de ROS y peroxidación lipídica, sin afectar la viabilidad celular. La Men (15 μM) inhibió drásticamente la adipogénesis, fenómeno caracterizado por la disminución tanto de gotas lipídicas intracelulares como de la expresión de marcadores lipo/adipogénicos, tales como: el receptor activado por proliferadores de peroxisomas (PPAR, del inglés peroxisome proliferator-activated receptor ) γ, la ácido graso sintasa (FAS, del inglés fatty acid synthase ), la CCAAT/proteína de unión al potenciador (C/EBP, del inglés CCAAT/enhancer-binding protein ) α, la proteína de unión a ácidos grasos (FABP, del inglés fatty acid binding protein ) 4 y la perilipina. El tratamiento con Men también aumentó la lipólisis, como lo indica el aumento de la liberación de glicerol y el incremento en la expresión de la lipasa sensible a hormonas (HSL, del inglés hormone-sensitive lipase ). Además, la Men aumentó la fosforilación inhibidora de la acetil-CoA carboxilasa (ACC, del inglés acetyl-CoA carboxylase ), lo que resultó en la inhibición de la síntesis de ácidos grasos y, como consecuencia, en la disminución del contenido de triglicéridos (TAG). La Men también inhibió la vía de la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K, del inglés phosphoinositide 3-kinase )/Akt. El tratamiento con insulina, un potente activador fi siológico de la vía PI3K/Akt, rescató el nivel normal de expresión de PPARγ, el regulador maestro de la adipogénesis, y superó el efecto inhibitorio de la Men sobre la capacidad de diferenciación de los preadipocitos 3T3-L1. Estos resultados muestran una acción antiadipogénica de la Men, que está, al menos en parte, mediada por la vía de señalización PI3K/Akt, y resaltan la importancia del estudio de la biología redox del adipocito al momento de pensar en nuevos agentes terapéuticos tanto para el tratamiento como para la prevención de la adiposidad.Obesity is a complex chronic disease defi ned by excessive fat deposits that can impair health. Both overweight and obesity result from an imbalance between energy intake (diet) and energy expenditure. In most cases, obesity is a multifactorial disease caused by obesogenic environments, psychosocial factors, and genetic variants. The obesogenic environment, which exacerbates the likelihood of obesity in individuals and populations, is related to structural factors that limit the availability of healthy sustainable food at locally aff ordable prices, the lack of safe and easy physical mobility in daily life for all people, and the absence of an adequate legal and regulatory framework. At the same time, the lack of an eff ective health system response to identify fat accumulation in its early stages facilitates progression towards obesity. Furthermore, this disease can also be a risk factor for the development of comorbidities, including type 2 diabetes mellitus, cardiovascular diseases, heart failure, and non-alcoholic liver disease, among others, worsening the condition. The need for eff ective pharmacological treatment options is urgent, but until recently, only a few drugs have shown suffi cient effi cacy and safety. This thesis work aimed to study the modulation of adipose hypertrophy and hyperplasia (the two forms of adipose tissue growth) by oxidative stress and elucidate the molecular events triggered by oxidative stress in adipogenesis, as well as in the processes of lipogenesis and lipolysis in the mature adipocyte. Controlled inhibition of adipogenesis has been considered as a strategy to prevent adipose tissue expansion and, consequently, for obesity management. However, several questions remain concerning the regulation of the adipocyte diff erentiation process. In this regard, reactive oxygen species (ROS) have emerged as key modulators of adipogenesis. Therefore, in the fi rst chapter, the eff ect of menadione (Men, a synthetic form of vitamin K known as an inducer of the production of intracellular ROS) on 3T3-L1 preadipocyte diff erentiation was studied. Men generated mild oxidative stress, characterized by increased ROS and lipid peroxidation, without aff ecting cell viability. Men (15 μM) drastically inhibited adipogenesis, a phenomenon characterized by the reduction of intracellular lipid droplets and the expression of lipo/adipogenic markers such as peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) γ, fatty acid synthase (FAS), CCAAT/ enhancer-binding protein (C/EBP) α, fatty acid binding protein (FABP) 4, and perilipin. Men treatment also increased lipolysis, as indicated by the augmented release of glycerol and the higher expression of hormone-sensitive lipase (HSL). Additionally, Men increased the inhibitory phosphorylation of acetyl-CoA carboxylase (ACC), preventing fatty acid synthesis. As a consequence, triglyceride (TAG) content was decreased. Men also inhibited the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt pathway. Furthermore, the treatment with insulin, a potent physiological activator of the PI3K/Akt pathway, rescued normal expression levels of PPARγ, the master regulator of adipogenesis, and overcame the inhibitory eff ect of Men on the diff erentiation capacity of 3T3-L1 preadipocytes. These results demonstrate an antiadipogenic eff ect of Men, which is, at least in part, mediated by the PI3K/Akt signaling pathway and highlight the importance of studying the redox biology of adipocytes when considering new therapeutic agents for both the treatment and prevention of adiposity. In the second chapter, we evaluated the eff ect of iron (Fe)-induced oxidative stress using in vitro and in vivo models. Adipocytes obtained by 3T3-L1 preadipocytes diff erentiation were exposed to ferric ammonium citrate (FAC, 500-1000 μM), after which augmented lipid peroxides and cellular membrane permeability were observed. The increase in oxidative stress markers coincided with a greater lipolysis. These results were also corroborated in the in vivo model, where a decrease in neutral lipid content was detected in gonadal adipose tissue of mice treated with Fe. Furthermore, Fe-treated animals presented a diff erent architecture of gonadal fat, characterized by smaller adipocyte size, reduced tissue volume, and fi brosis. Lipolysis in the white adipose tissue of humans and rodents is a gradual process regulated by adipose triglyceride lipase (ATGL), HSL, and monoacylglycerol lipase. The exacerbated lipolysis was accompanied by the upregulation of β-catenin expression in 3T3-L1 and gonadal adipocytes upon Fe treatment. To ascertain the role of this signaling pathway in oxidative stress-induced lipolysis, we worked with adipocytes diff erentiated from mesenchymal stem cells (MSC) knockout (β-catenin KO) or with wild-type expression of the β-catenin gene. To this end, MSCs were isolated from the outer ears of β-catenin fl /fl (gen Ctnnb1 fl /fl ) mice, and at day 4 of adipogenic diff erentiation, gene deletion was induced with the adenoviral Cre recombinase. The expression of the lipolytic enzymes ATGL and HSL was assessed by RT-qPCR in β-catenin KO and control adipocytes exposed to FAC or its vehicle. In wild type adipocytes, the Fe exposure increased the mRNA levels of ATGL and HSL, while lipolytic enzyme expression remained unchanged in β-catenin KO cells. Based on these results, it can be concluded that Fe-induced oxidative stress is capable of activating lipolysis through a mechanism involving the β-catenin pathway in fat cells. In summary, this work provides new knowledge about the role of ROS in the regulation of adipogenesis and lipid metabolism in adipocytes, and emphasizes the importance of redox biology as a key modulating factor in adipose tissue expansion.Fil: Funk, Melania. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaUranga, Romina M.Salvador, Gabriela A.2025-07-11info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:ar-repo/semantics/tesisDoctoralapplication/pdfhttps://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/7685spainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/reponame:Repositorio Institucional Digital de la Universidad Nacional del Sur (RID-UNS)instname:Universidad Nacional del Sur2026-09-24T11:33:44Zoai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/7685instacron:UNSInstitucionalhttp://repositoriodigital.uns.edu.ar/Universidad públicaNo correspondehttp://repositoriodigital.uns.edu.ar/oaimesnaola@uns.edu.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:2026-09-24 11:33:45.188Repositorio Institucional Digital de la Universidad Nacional del Sur (RID-UNS) - Universidad Nacional del Surfalse
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Obesity is a complex chronic disease defi ned by excessive fat deposits that can impair health. Both overweight and obesity result from an imbalance between energy intake (diet) and energy expenditure. In most cases, obesity is a multifactorial disease caused by obesogenic environments, psychosocial factors, and genetic variants. The obesogenic environment, which exacerbates the likelihood of obesity in individuals and populations, is related to structural factors that limit the availability of healthy sustainable food at locally aff ordable prices, the lack of safe and easy physical mobility in daily life for all people, and the absence of an adequate legal and regulatory framework. At the same time, the lack of an eff ective health system response to identify fat accumulation in its early stages facilitates progression towards obesity. Furthermore, this disease can also be a risk factor for the development of comorbidities, including type 2 diabetes mellitus, cardiovascular diseases, heart failure, and non-alcoholic liver disease, among others, worsening the condition. The need for eff ective pharmacological treatment options is urgent, but until recently, only a few drugs have shown suffi cient effi cacy and safety. This thesis work aimed to study the modulation of adipose hypertrophy and hyperplasia (the two forms of adipose tissue growth) by oxidative stress and elucidate the molecular events triggered by oxidative stress in adipogenesis, as well as in the processes of lipogenesis and lipolysis in the mature adipocyte. Controlled inhibition of adipogenesis has been considered as a strategy to prevent adipose tissue expansion and, consequently, for obesity management. However, several questions remain concerning the regulation of the adipocyte diff erentiation process. In this regard, reactive oxygen species (ROS) have emerged as key modulators of adipogenesis. Therefore, in the fi rst chapter, the eff ect of menadione (Men, a synthetic form of vitamin K known as an inducer of the production of intracellular ROS) on 3T3-L1 preadipocyte diff erentiation was studied. Men generated mild oxidative stress, characterized by increased ROS and lipid peroxidation, without aff ecting cell viability. Men (15 μM) drastically inhibited adipogenesis, a phenomenon characterized by the reduction of intracellular lipid droplets and the expression of lipo/adipogenic markers such as peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) γ, fatty acid synthase (FAS), CCAAT/ enhancer-binding protein (C/EBP) α, fatty acid binding protein (FABP) 4, and perilipin. Men treatment also increased lipolysis, as indicated by the augmented release of glycerol and the higher expression of hormone-sensitive lipase (HSL). Additionally, Men increased the inhibitory phosphorylation of acetyl-CoA carboxylase (ACC), preventing fatty acid synthesis. As a consequence, triglyceride (TAG) content was decreased. Men also inhibited the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt pathway. Furthermore, the treatment with insulin, a potent physiological activator of the PI3K/Akt pathway, rescued normal expression levels of PPARγ, the master regulator of adipogenesis, and overcame the inhibitory eff ect of Men on the diff erentiation capacity of 3T3-L1 preadipocytes. These results demonstrate an antiadipogenic eff ect of Men, which is, at least in part, mediated by the PI3K/Akt signaling pathway and highlight the importance of studying the redox biology of adipocytes when considering new therapeutic agents for both the treatment and prevention of adiposity. In the second chapter, we evaluated the eff ect of iron (Fe)-induced oxidative stress using in vitro and in vivo models. Adipocytes obtained by 3T3-L1 preadipocytes diff erentiation were exposed to ferric ammonium citrate (FAC, 500-1000 μM), after which augmented lipid peroxides and cellular membrane permeability were observed. The increase in oxidative stress markers coincided with a greater lipolysis. These results were also corroborated in the in vivo model, where a decrease in neutral lipid content was detected in gonadal adipose tissue of mice treated with Fe. Furthermore, Fe-treated animals presented a diff erent architecture of gonadal fat, characterized by smaller adipocyte size, reduced tissue volume, and fi brosis. Lipolysis in the white adipose tissue of humans and rodents is a gradual process regulated by adipose triglyceride lipase (ATGL), HSL, and monoacylglycerol lipase. The exacerbated lipolysis was accompanied by the upregulation of β-catenin expression in 3T3-L1 and gonadal adipocytes upon Fe treatment. To ascertain the role of this signaling pathway in oxidative stress-induced lipolysis, we worked with adipocytes diff erentiated from mesenchymal stem cells (MSC) knockout (β-catenin KO) or with wild-type expression of the β-catenin gene. To this end, MSCs were isolated from the outer ears of β-catenin fl /fl (gen Ctnnb1 fl /fl ) mice, and at day 4 of adipogenic diff erentiation, gene deletion was induced with the adenoviral Cre recombinase. The expression of the lipolytic enzymes ATGL and HSL was assessed by RT-qPCR in β-catenin KO and control adipocytes exposed to FAC or its vehicle. In wild type adipocytes, the Fe exposure increased the mRNA levels of ATGL and HSL, while lipolytic enzyme expression remained unchanged in β-catenin KO cells. Based on these results, it can be concluded that Fe-induced oxidative stress is capable of activating lipolysis through a mechanism involving the β-catenin pathway in fat cells. In summary, this work provides new knowledge about the role of ROS in the regulation of adipogenesis and lipid metabolism in adipocytes, and emphasizes the importance of redox biology as a key modulating factor in adipose tissue expansion.
Fil: Funk, Melania. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
description La obesidad es una enfermedad crónica compleja defi nida por depósitos excesivos de grasa que pueden perjudicar la salud. Tanto el sobrepeso como la obesidad son el resultado de un desequilibrio entre la ingesta (dieta) y el gasto energético. En la mayoría de los casos, la obesidad es una enfermedad multifactorial debida a entornos obesogénicos, factores psicosociales y variantes genéticas. El ambiente obesogénico, que exacerba la probabilidad de obesidad en individuos y poblaciones, está relacionado con factores estructurales que limitan la disponibilidad de alimentos saludables y sostenibles a precios localmente asequibles, la falta de movilidad física segura y fácil en la vida diaria de todas las personas y la ausencia de un entorno legal y regulatorio adecuado. Al mismo tiempo, la falta de una respuesta efi caz del sistema de salud para identifi car la acumulación de grasa en sus primeras etapas facilita la progresión hacia la obesidad. Además, esta enfermedad también puede ser un factor de riesgo para el desarrollo de comorbilidades, incluyendo la diabetes mellitus tipo 2, enfermedades cardiovasculares, insufi ciencia cardíaca y enfermedad hepática no alcohólica, entre otras, empeorando la condición. La necesidad de opciones de tratamientos farmacológicos efi caces es imperiosa, pero, hasta hace poco, solo unos pocos fármacos han demostrado sufi ciente efi cacia y seguridad. Este trabajo de tesis tuvo como objetivo estudiar la modulación de la hipertrofi a e hiperplasia adiposa (las dos formas de crecimiento del tejido adiposo) por el estrés oxidativo y dilucidar los eventos moleculares desencadenados en la adipogénesis, así como en los procesos de lipogénesis y lipólisis en el adipocito maduro. La inhibición de la adipogénesis controlada ha sido pensada como estrategia para prevenir la expansión del tejido adiposo y, en consecuencia, para el tratamiento de la obesidad. Sin embargo, aún existen varios interrogantes sobre la regulación del proceso de diferenciación del adipocito. En este sentido, las especies reactivas de oxígeno (ROS, del inglés reactive oxygen species ) han surgido como moduladores claves de la adipogénesis. Por este motivo, en el primer capítulo, se estudió el efecto de la menadiona (Men, una forma sintética de la vitamina K conocida por inducir el aumento de ROS intracelulares) sobre la diferenciación de preadipocitos 3T3-L1. La Men generó un estrés oxidativo leve, caracterizado por el aumento de ROS y peroxidación lipídica, sin afectar la viabilidad celular. La Men (15 μM) inhibió drásticamente la adipogénesis, fenómeno caracterizado por la disminución tanto de gotas lipídicas intracelulares como de la expresión de marcadores lipo/adipogénicos, tales como: el receptor activado por proliferadores de peroxisomas (PPAR, del inglés peroxisome proliferator-activated receptor ) γ, la ácido graso sintasa (FAS, del inglés fatty acid synthase ), la CCAAT/proteína de unión al potenciador (C/EBP, del inglés CCAAT/enhancer-binding protein ) α, la proteína de unión a ácidos grasos (FABP, del inglés fatty acid binding protein ) 4 y la perilipina. El tratamiento con Men también aumentó la lipólisis, como lo indica el aumento de la liberación de glicerol y el incremento en la expresión de la lipasa sensible a hormonas (HSL, del inglés hormone-sensitive lipase ). Además, la Men aumentó la fosforilación inhibidora de la acetil-CoA carboxilasa (ACC, del inglés acetyl-CoA carboxylase ), lo que resultó en la inhibición de la síntesis de ácidos grasos y, como consecuencia, en la disminución del contenido de triglicéridos (TAG). La Men también inhibió la vía de la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K, del inglés phosphoinositide 3-kinase )/Akt. El tratamiento con insulina, un potente activador fi siológico de la vía PI3K/Akt, rescató el nivel normal de expresión de PPARγ, el regulador maestro de la adipogénesis, y superó el efecto inhibitorio de la Men sobre la capacidad de diferenciación de los preadipocitos 3T3-L1. Estos resultados muestran una acción antiadipogénica de la Men, que está, al menos en parte, mediada por la vía de señalización PI3K/Akt, y resaltan la importancia del estudio de la biología redox del adipocito al momento de pensar en nuevos agentes terapéuticos tanto para el tratamiento como para la prevención de la adiposidad.
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