Resistência Insulínica e Doença Hepática

1. Resistência InsulínicaeDoença Hepática Roberta Marcondes Machado Nutricionista Especialista em Nutrição nas Doenças Crônicas e Degenerativas pelo HIAE Mestranda do Laboratório de Lípides – Faculdade de Medicina

2. Sedentarismo Dieta Hiperlipídica OBESIDADE pró-inflamatório pró-trombótico Hipertensão Dislipidemia Resistência Insulínica Grundy S et al. Circulation. 2005 Alegría Ezquerra E et al. Rev Esp Cardiol. 2008

3. OBESIDADE pró-inflamatório pró-trombótico Hipertensão Dislipidemia Resistência Insulínica SÍNDROME METABÓLICA DCV DM 2 Grundy S et al. Circulation. 2005 Alegría Ezquerra E et al. Rev Esp Cardiol. 2008

4. Síndrome Metabólica e NAFLD A prevalência da NAFLD cresce paralelamente a Síndrome Metabólica, variando entre 15% a 25% na população, com igual freqüência em ambos os sexos. 90% dos pacientes com NAFLD apresentam um ou mais fatores da SM 30% apresentam todos os fatores Em obesos mórbidos > 90% Cerca de 50% dos pacientes dislipidêmicos apresentam algum grau de esteatose em Ultra-som (>associação com Hipertrigliceridemia) Em crianças: 2,6% população; 22-58% crianças obesas. Indivíduos DM + obesidade mórbida: NAFLD em 100%, NASH em 50%, cirrose 19% dos casos. Atualmente, a NAFLD é apontada como a manifestação hepática da SM Targher G et al. Diabetologia2007 Rector RS et al. World J Gastroenterol 2008

5. Representa um espectro de doenças hepáticas caracterizadas pelo acúmulo de gordura no fígado, no qual mais de 5% dos hepatócitos apresentam gotículas de lípides. Morfologicamente, pode apresentar esteatose intracitoplasmática macro ou microvesicular. Pode evoluir como: esteatose esteato-hepatite  cirrose  carcinoma hepatocelular Na ausência de: Consumo excessivo de álcool Hepatites virais, doença hepatica auto-imune Drogas NAFLD Schindhelm RK et al. Diabetes Metab Res Rev 2006 Targher G et al. Diabetologia 2008 Rector RS et al. World J Gastroenterol 2008

6. Diagnóstico da NAFLD • Na maioria, pacientes são assintomáticos (cansaço, dor abdominal inespecífica). • Exame clínico – palpação – hepatomegalia. • Enzimas hepáticas elevadas na maioria dos casos, podendo estar normal em pacientes com NASH avançada e cirróticos. • Ultra-som e RM- detectam esteatose mas não acusam inflamação / cirrose. • Biópsia – “gold-standard” para diagnóstico de NASH. Define grau de esteatose, inflamação e fibrose além de excluir outras possíveis causas de doença hepática.

7. Cirrose Fibrose NASH Inflamação Lobular Esteatose Macrovesicular Progressão da doença.....

8. DHGNA – esteatose hepática. Ausência de infiltrados inflamatórios NASH – Esteatose hepática. Presença de infiltrados inflamatórios(linfócitos e leukocitos) NASH – Esteatose hepática. Presença de infiltrados inflamatórios e Fibrose

9. Patogênese da NAFLD ↑influxo de lípides ↑lipogênese hepática Lesão dos hepatócitos Inflamação Fibrose + β-oxidação secreçaõ de VLDL • Estresse oxidativo: • Disfunção Mitocondrial • Estresse de Retículo • Peroxidação lipídica • Citocinas e adipocitokinas • pró-inflamatórias (TNF-α) Resistência Insulínica Duvnjak M et al, 2007..

10. ACÚMULO HEPÁTICO DE LÍPIDES RI e NAFLD • RI ↓ captação de Glic via GLUT4 em músculo e adiposo • Insulina deixa de inibir lipólise no adiposo (LHS)  ↑ AGL plasma • ↑ influxo hepático de AGL e Glic; Insulina continua a estimular lipogênese (via PPARγ e SREBP)  ↑ síntese hepática de AGs e TG • Hiperinsulinemia  mecanismo compensatório  ↑ DNL • Quantidade de AGs supera capacidade oxidativa e secreção de VLDL. Zivkovic et al. Am J Clin Nutr 2007

11. RI em Músculo e Tecido Adiposo •  intracelular de lípides ativa cascata das Ser Kinases • Fosforilação do IRS-1 em Ser, impedindo a ativação da cascata de sinalização da insulina • Redução da translocação de GLUT 4 (músculo e adiposo)  ↓ captação de GLIC • Falha na inibição da lipólise em adiposo (LHS)

12. Obesidade e NAFLD: estado pró-inflamatório • Obesidade acúmulo de tecido adiposo ↑adipocitocinas como TNF-α, e MCP-1 que induzem Quimiotaxia de macrófagos, propagando inflamação  TNF-α IL-6, IL-1β • Ativação de serinas Kinases em adipose e fígado  contribuem para progressão da RI, NAFLD e NASH • Fígado  produção de fibrinogênio, PCR, ativação e proliferação de células estreladas e de Kupffer  FIBROSE Zivkovic et al. Am J Clin Nutr 2007

13. NAFLDDisfunção Mitocondrial x Estresse de Retículo

14. Retículo Endoplasmático • Local de síntese, maturação, armazenagem e transporte de proteínas. Onde as proteínas adquirem estruturas secundárias e terciárias • Importante local de geração de ROS

15. Estresse do Retículo Endoplasmático Situação na qual a maquinaria da organela não suporta a demanda protéica - são geradas proteínas aberrantes, mal enoveladas Estresse oxidativo e mediadores inflamatórios podem iniciar e/ou propagar o estresse de Retículo Obesidade, excesso de nutrientes, acúmulo de lípides, hipoglicemia, estresse hiperosmótico, hipóxia, patógenos, alterações na disponibilidade energética celular, infecções virais  Causam estresse do Retículo

16. Estresse do retículo endoplasmático Unfolded Protein Response UPR Conjunto de respostas adaptativas integradas que ocorrem na tentativa de restabelecer a homeostasia da síntese protéica no RE • Agem como sensores do enovelamento protéico e transmitem esta informação do lúmen do RE para o citosol • Ativam três principais respostas adaptivas: •  Tradução de novas proteínas - Curto prazo e transitória •  Transcrição de proteínas que auxiliam a síntese protéica - Síntese de chaperonas • Ativação de caspases -Morte celular programada Ron D; Walter P. Nature Reviews, 2007

17. Endoplasmatic reticulum stress causes activation of sterol regulatory element binding protein-2 Stephen M. Colgan, Damu Tang, Geoff H. Werstuck, Richard C. Austin The Int Jour of Biochem & Cell Biol .39(10):1843-51, May 2007 A ativação do SREBP-2, induzida pelo estresse do RE, ocorre por mecanismos distintos à indução de apoptose, não dependendo da ativação de caspases A ativação do SREBP-2, induzida pelo estresse RE, envolve a via proteolítica das S1P/S2P, promovendo o acúmulo intracelular de lípides Slide cedido por Castilho G. Laboratório de Lípides

18. SREBP – Sterol Regulatory Element Binding Protein • Fator de transcrição sintetizado como precursor inativo, ligado à membrana do RE – Ligado à SCAP, ancorado à Insig • Ativado pela depleção de COL intracelular • Responsável pela regulação de genes envolvidos no metabolismo de lípides • SREBP-1a e SREBP-2 – regulação de genes envolvidos na biossíntese de COL • SREBP-1c – preferencialmente responsável pela regulação de genes envolvidos na biossíntese de ácidos graxos Slide cedido por Castilho G. Laboratório de Lípides

19. S2P S1P SCAP SREBP SREBP Insig Captação de COL - Receptor B/E Biossíntese COL - HMG-CoA Biossíntese AG insaturados Biossíntese TG Em condições normais... ...em situações de  COL RER Golgi Núcleo Slide cedido por Castilho G. Laboratório de Lípides

20. Estresse do RE, induzido pela homocisteína, ativa SREBPs em hepatócitos, células endoteliais e células musculares lisas e é revertido com o tratamento com GRP78/Bip Werstuck GH; Lentz SR; Daval S; Hossain GS; Sood SK; Shi YY; Zhou J; Maeda N; Krisans SK; Malinow MR; Austin RC. J Clin Invest, 2001 A ativação da cascata apoptótica libera caspase-3, que é capaz de liberar o complexo SCAP-SREBP da membrana do RE em uma reação proteolítica independente da concentração de COL Higgins ME; Ioannou, YA. J Lipid Res, 2001 Caspase-3 e -7 clivam SREBP em sua porção N-terminal citoplasmática após estímulo apoptótico. A clivagem ocorre por mecanismo alternativo à via proteolítica S1P/S2P Pai JT; Brown MS; Goldstein JL. PNAS, 1996 SREBP e Estresse do RE Slide cedido por Castilho G. Laboratório de Lípides

21. Disfunção Mitocondrial, Estresse de Retículo e Resistência Insulínica • Ativação de JNK por citocinas, metabólitos lipídicos, ROS (proveniente de disfunção mitocondrial ou estresse de Retículo  “P” em Ser do IRS-1/2  RI • Ikk pode ativar JNK, além de degradar IkB, ativando a via do NF-κB, inflamação e RI Obesidade: ↑atividade da JNK em TA, fígado e Hipotálamo Animais JNK-KO- resistentes a RI induzida por obesidade Hotamisligil G. Nature.2006

22. Hipótese • Acúmulo intracelular de ácidos graxos pode induzir Estresse de Retículo • ER prolongado pode induzir redução da secreção de VLDL, por induzir degradação de ApoB Ota T et al. JCI;118.2008

23. Acúmulo intracelular de lípides Ativação de Estresse de Retículo ↓ da secreção de ApoB

24. Disfunção mitocondrial • Excesso de nutrientes, hiperglicemia, sobrecarga de AGL • Aumenta produção de ROS e reduz biogênese mitocondrial • DISFUNÇÃO MITOCONDRIAL • ↓ β-oxidação e produção de ATP; ↑ ROS e TNFα • Associada ao acúmulo de lípides, resistência insulínica, diabetes e DCV Disfunção Mitocondrial • Função mitocondrial • Gerar energia na forma de ATP • oxidação de NADH/FADH2 gera prótons que são transportados pela cadeia transportadora de elétrons  fosforilação de ADPATP • Produção de calor  UCPs  reduz gradiente de prótons gera calor e diminui produção de ROS • Centro de grande produção de ROS Kim J et al.;Circ Res.2008; 102: 401-414

25. Lípides e Disfunção mitocondrial

26. Tratamento: Dieta e Exercício • Ainda não foram estabelecidas recomendações específicas de dieta e exercícios para NAFLD • Mudança de estilo de vida: perda de peso e atividade física (déficit calórico – reduzir gordura saturada) • Atividade física trás benefícios mesmo sem perda de peso, melhora da sensibilidade a insulina e capacidade oxidativa • Perda de peso deve ser gradual (~500g/semana). Emagrecimento acentuado pode acelerar a progressão da doença • Recomendação American Heart Association: • Reduzir consumo de SAT, TRANS e colesterol • Evitar açúcar simples , consumir alimentos de baixo IG • Consumir peixe (2x/sem)

27. NAFLD e Lípides na Dieta • Gordura total :<30% VCT • SATURADO: alguns estudos correlacionam com desenvolvimento de ER hepático, lesão do hepatócito, RI. Ingestão deve permanecer entre 9-10%. • MONOINSATURADO: aumentar consumo de MONO, especialmente em substituição ao SAT na dieta • POLINSATURADO: manter proporção 6%:1% de n-6:n-3 • w-3  reduz lipogênese via SREPB, ação anti-inflamatória, melhora perfil lipídico  estudos preliminares indicam melhora da esteatose com uso de 1 a 2 g/dia de “fish oil” • TRANS – evitar o consumo

28. Concluindo... • NAFLD - doenças hepáticas caracterizadas pelo acúmulo de gordura no fígado. Esteatose inflamação lobular  fibrose cirrose • Prevalência aumentada em indivíduos obesos e DM2  70-90%, NASH em 50%, cirrose 19% dos casos. • Biópsia – “gold-standard” para diagnóstico de NASH • Two-Hit Hypothesis – 1st Hit (acúmulo de Lípides)  2nd Hit (lesão dos hepatócitos – inflamação – fibrose) • Disfunção mitocondrial e Estresse de Retículo  podem acarretar acúmulo intracelular de lípides, inflamação e morte celular  ENVOLVIDOS NA PATOGÊNESE DA NAFLD • DIETA : hiperlipídica, excesso de nutriente (Cho), desbalanço energético  NAFLD • Tratamento – primeira abordagem: mudança de estilo de vida  perda de peso e atividade física

29. Ácido graxo TRANS diminui tecido adiposo e induz NASH em animais LDLr-KO Machado RM, Stefano JM, Oliveira CPM,Mello,Ferreira F, Nunes VS, Lima VMR, Quintão ECR, Catanozi S, Nakandakare ER, Lottenberg AMP Laboratório de Lípides – LIM 10 Faculdade de Medicina – Universidade de São Paulo

30. Dieta e NAFLD A quantidade e o tipo de ácido graxo da dieta influencia: Lipogênese hepática Sensibilidade à insulina Elevação do risco cardiovascular O consumo elevado de ácidos graxos trans e saturados, relaciona-se com aumento do risco de doença coronariana aterosclerótica Pouco se sabe sobre a influência dos diferentes tipos de gordura na manifestação da NAFLD.

31. Comparar o efeito de dietas hiperlipídicas, enriquecidas com ácidos graxos trans, poliinsaturados ou saturados no desenvolvimento de NAFLD . Objetivo

32. Gordura = 40%VCT TRANS n = 13 POLI n= 14 16 semanas SAT n= 14 Protocolo Experimental LDLr-KO Ao longo do estudo, foi realizado controle do consumo de ração e do ganho de peso Ao final de 16 semanas: Coleta de sangue em jejum: CT, TG, Glicose, Insulina, Perfil de Lipoproteínas Extração de fígado e tecido adiposo peri-epididimal e subcutâneo

33. Composição percentual de ácidos graxos das gorduras utilizadas nas dietas *gorduras cedidas por Unilever, Valinhos, SP, Brazil. **dietas preparadas por Nutriexperimental, Campinas, SP, Brazil.

34. RESULTADOS

35. Ganho de peso, peso do fígado, do tecido adiposo epididimal (EpFat) e subcutâneo (ScFat) dos animais LDLr-KO a,b,c: Valores em uma mesma coluna com letras diferentes são significativamente diferentes (p<0·05). One-way ANOVA ; Newman-Keuls post test.

36. Colesterol e triglicérides

37. Perfil lipídico das lipoproteínas TC _____ TG - - - - - TRANS, n=9; POLI, n=8; SAT, n=8

38. 3,56±0,31a 3,68 ±0,40a g/100g peso: 5,93 ±0,68b TRANS induz hepatomegalia e NASH

39. Expressão de genes envolvidos no metabolismo hepático de lípides LIPOGÊNESE ApoB100 mRNA PPAR γ e SREBP-1c VLDL VLDL MTP VLDL OXIDAÇÃO LIPÍDICA mRNA PPAR α e CPT-1

40. Expressão de genes envolvidos no metabolismo hepático de lípides

41. Insulina e Glicose

42. CONCLUSÃO

43. CONDIÇÃO NORMAL AGL LPL ApoB100 TG MTP VLDL VLDL VLDL Lípides da dieta ou Lipogênese hepática CONSUMO DE DIETA TRANS INDUZIU: ? ApoB100 LPL Hepatomegalia + NASH VLDL • Plasma: • Hiperglicemia / ausência de Hiperinsulinemia • Hipercolesterolemia severa • Hipertrigligeridemia ↓ mRNA MTP x POLI Perfil Lipídico: ↑ COL em VLDL e ↓ em HDL ↑mRNA PPAR γ e ↑SREBP-1c

44. AGRADECIMENTOS Dra. Ana Maria P. Lottenberg Dra. Edna Regina Nakandakare Prof.Dr. Eder Quintão • Laboratório de Lípides – LIM10 – FMUSP • Laboratório de Gastroenterologia Clínica – LIM 07 - FMUSP

45. Conclusão • Consumo de gordura TRANS: • Reduziu - ganho de peso, EP-fat, SC-fat. • Aumentou peso do fígado • Induziu desenvolvimento de NASH • Aumentou expressão de fatores de trancrição de enzimas lipogênicas (SREBP-1c, PPARγ) sem aumento concomitante da capacidade oxidativa • Induziu hiperlipidemia severa e perfil lipídico pró-aterogênico • Induziu severa hiperglicemia

46. Resistência insulínica x VLDL • RI  associada ao aumento de VLDL e TGs • Aumento do aporte de AGL para o fígado proveniente do aumento de lipólise do tecido adiposo • Aumento da lipogênese hepática • Aumento de MTP (expressão/atividade) • Aumento da secreção de VLDL-tg • RI perda da capacidade da insulina em diminuir secreção de ApoB • ER stress  RI  NAFLD

47. Ainda assim há o desenvolvimento de NAFLD • Porque o fígado não mantém homeostase lipídica? • IR x Hiperinsulinemia  algumas vias de sinalização estão resistentes enquanto outras mais ativadas