Embora seja bem estabelecido que a exposição a baixas temperaturas resulte em ativação simpática e hiperglicemia, os mecanismos moleculares envolvidos na regulação neural da produção hepática de glicose ainda não são bem conhecidos. Portanto, o objetivo do presente estudo foi investigar o papel da inervação simpática na regulação de genes e enzimas chaves da neoglicogênese hepática, em roedores expostos agudamente ao frio. Para isso, foram utilizados dois modelos experimentais de desnervação simpática: a simpatectomia química em camundongos induzida pelo tratamento com 6-hidroxidopamina (100 mg.kg-1.dia-1; 1º, 2º e 7º dia de vida pós-natal; i.p). e a desnervação local dos nervos hepáticos por fenol (95%) em ratos. A exposição de camundongos ao frio (4ºC), durante 1, 3 e/ou 6h, induziu hiperglicemia, hipotermia, depleção do conteúdo de glicogênio hepático e ativação da neoglicogênese, estimada pela elevada expressão gênica e atividade das enzimas glicose-6-fosfatase e fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK). Em paralelo, verificou-se que a exposição ao frio induziu um drástico aumento na expressão do RNAm do Nr4a1 e do PGC1-?, dois genes-alvos de CREB que participam do complexo de ativação transcricional dos genes que codificam as enzimas neoglicogênicas estudadas. A simpatectomia não afetou a depleção dos estoques de glicogênio hepático induzida pelo frio, mas reduziu o aumento do conteúdo hepático de noradrenalina e AMPc e acentuou a hipotermia, bem como preveniu a hiperglicemia, sendo este efeito associado ao bloqueio da expressão gênica e atividade da glicose-6-fosfatase e da PEPCK e do RNAm do Nr4a1, em todos os tempos estudados. Resultados bastante semelhantes foram observados em ratos submetidos à lesão dos nervos hepáticos com fenol e expostos ao frio durante 24h. Tanto a adrenalectomia como a adrenodemedulação (remoção da medula da adrenal) não alteraram o efeito estimulatório do frio na atividade e expressão gênica das enzimas neoglicogênicas de camundongos. Porém, em ratos expostos ao frio, a adrenodemedulação bloqueou aIII hiperglicemia e reduziu parcialmente a hiperexpressão dos genes da glicose-6-fosfatase e PEPCK. Estes resultados mostram a importância fisiológica da inervação simpática do fígado de roedores na estimulação do programa gênico da neoglicogênese, durante o estresse térmico agudo. / Although it is well established that exposure to low temperatures leads to sympathetic activation and hyperglycemia, the molecular mechanisms related to the neural regulation of hepatic glucose production remain elusive. Therefore, the goal of the present study was to investigate the role of sympathetic innervation in the regulation of genes and key enzymes of hepatic gluconeogenesis in liver of rodents exposed to acute cold. For this, two experimental models of sympathetic denervation were used: the chemical sympathectomy in mice induced by 6-hydroxydopamine treatment (100 mg.kg-1.day-1; 1º, 2º and 7ºdays of neonatal life; i.p.) and local denervation of hepatic nerves by phenol (95%) in rats. Exposure of mice to cold (4° C) for 1, 3 and / or 6 h induced hyperglycemia, hypothermia, depletion of hepatic glycogen content and activation of gluconeogenesis, estimated by high gene expression and activity of the enzymes glucose-6-phosphatase and phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK). In parallel, it was found that exposure to cold induced a dramatic increase in Nr4a1 and PGC1-? mRNA expression, two CREB target genes that participate in the transcriptional activation complex of the genes encoding the gluconeogenesis enzymes studied. The sympathectomy did not affect the depletion of cold-induced hepatic glycogen stores but reduced the hepatic content of noradrenaline and cAMP and increased hypothermia, as well as prevented hyperglycemia, and this effect was associated with the blockade of gene expression and enzymatic activity of glucose-6-phosphatase and PEPCK and Nr4a1 mRNA levels, at all time intervals investigated. Similar results were observed in rats submitted to hepatic nerve damage with phenol and exposed to cold for 24h. Either adrenalectomy or adrenodemedullation (surgical removal of the adrenal medulla) did not alter the stimulatory effect of cold on the activity and gene expression of the gluconeogenesis enzymes of mice. However, in cold-exposed rats, adrenodemedullation blocked hyperglycemia and partially reduced overexpression of the glucose-6-phosphatase and PEPCK mRNA.V These results show the physiological role of the hepatic sympathetic innervation in the transcriptional program associated with gluconeogenesis, during acute thermal stress.

Embora seja bem estabelecido que a exposição a baixas temperaturas resulte em ativação simpática e hiperglicemia, os mecanismos moleculares envolvidos na regulação neural da produção hepática de glicose ainda não são bem conhecidos. Portanto, o objetivo do presente estudo foi investigar o papel da inervação simpática na regulação de genes e enzimas chaves da neoglicogênese hepática, em roedores expostos agudamente ao frio. Para isso, foram utilizados dois modelos experimentais de desnervação simpática: a simpatectomia química em camundongos induzida pelo tratamento com 6-hidroxidopamina (100 mg.kg-1.dia-1; 1º, 2º e 7º dia de vida pós-natal; i.p). e a desnervação local dos nervos hepáticos por fenol (95%) em ratos. A exposição de camundongos ao frio (4ºC), durante 1, 3 e/ou 6h, induziu hiperglicemia, hipotermia, depleção do conteúdo de glicogênio hepático e ativação da neoglicogênese, estimada pela elevada expressão gênica e atividade das enzimas glicose-6-fosfatase e fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK). Em paralelo, verificou-se que a exposição ao frio induziu um drástico aumento na expressão do RNAm do Nr4a1 e do PGC1-?, dois genes-alvos de CREB que participam do complexo de ativação transcricional dos genes que codificam as enzimas neoglicogênicas estudadas. A simpatectomia não afetou a depleção dos estoques de glicogênio hepático induzida pelo frio, mas reduziu o aumento do conteúdo hepático de noradrenalina e AMPc e acentuou a hipotermia, bem como preveniu a hiperglicemia, sendo este efeito associado ao bloqueio da expressão gênica e atividade da glicose-6-fosfatase e da PEPCK e do RNAm do Nr4a1, em todos os tempos estudados. Resultados bastante semelhantes foram observados em ratos submetidos à lesão dos nervos hepáticos com fenol e expostos ao frio durante 24h. Tanto a adrenalectomia como a adrenodemedulação (remoção da medula da adrenal) não alteraram o efeito estimulatório do frio na atividade e expressão gênica das enzimas neoglicogênicas de camundongos. Porém, em ratos expostos ao frio, a adrenodemedulação bloqueou aIII hiperglicemia e reduziu parcialmente a hiperexpressão dos genes da glicose-6-fosfatase e PEPCK. Estes resultados mostram a importância fisiológica da inervação simpática do fígado de roedores na estimulação do programa gênico da neoglicogênese, durante o estresse térmico agudo. / Although it is well established that exposure to low temperatures leads to sympathetic activation and hyperglycemia, the molecular mechanisms related to the neural regulation of hepatic glucose production remain elusive. Therefore, the goal of the present study was to investigate the role of sympathetic innervation in the regulation of genes and key enzymes of hepatic gluconeogenesis in liver of rodents exposed to acute cold. For this, two experimental models of sympathetic denervation were used: the chemical sympathectomy in mice induced by 6-hydroxydopamine treatment (100 mg.kg-1.day-1; 1º, 2º and 7ºdays of neonatal life; i.p.) and local denervation of hepatic nerves by phenol (95%) in rats. Exposure of mice to cold (4° C) for 1, 3 and / or 6 h induced hyperglycemia, hypothermia, depletion of hepatic glycogen content and activation of gluconeogenesis, estimated by high gene expression and activity of the enzymes glucose-6-phosphatase and phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK). In parallel, it was found that exposure to cold induced a dramatic increase in Nr4a1 and PGC1-? mRNA expression, two CREB target genes that participate in the transcriptional activation complex of the genes encoding the gluconeogenesis enzymes studied. The sympathectomy did not affect the depletion of cold-induced hepatic glycogen stores but reduced the hepatic content of noradrenaline and cAMP and increased hypothermia, as well as prevented hyperglycemia, and this effect was associated with the blockade of gene expression and enzymatic activity of glucose-6-phosphatase and PEPCK and Nr4a1 mRNA levels, at all time intervals investigated. Similar results were observed in rats submitted to hepatic nerve damage with phenol and exposed to cold for 24h. Either adrenalectomy or adrenodemedullation (surgical removal of the adrenal medulla) did not alter the stimulatory effect of cold on the activity and gene expression of the gluconeogenesis enzymes of mice. However, in cold-exposed rats, adrenodemedullation blocked hyperglycemia and partially reduced overexpression of the glucose-6-phosphatase and PEPCK mRNA.V These results show the physiological role of the hepatic sympathetic innervation in the transcriptional program associated with gluconeogenesis, during acute thermal stress.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The effect of level of forage intake on blood flow and oxygen consumption (Experiment 1), and mesenteric infusion of ammonium bicarbonate (NH4HCO3), L-alanine or L-arginine on oxygen consumption and net flux of metabolites (Experiment 2) through the splanchnic (portal-drained viscera [PDV] plus liver (ST)) tissues were evaluated in sheep surgically implanted with chronic indwelling catheters into the mesenteric, portal and hepatic veins. In both experiments, blood flow was estimated by downstream dilution of p-aminohippurate. In experiment 1, three adult male Polwarth wethers (42±4.4 kg body weight (BW)), housed in metabolism cages and offered Tifton (Cynodon sp.) hay were used in a 3 x 3 Latin Square design. Treatments consisted of hay allowances of 7, 14 or 21 g dry matter (DM)/kg BW/day, offered in four equal daily meals, every 6 h. Blood flow across PDV was linearly (P<0.05) related to OM intake, whereas the hepatic-arterial and total ST blood flow were no affected. Oxygen expenditure by PDV was directly (P<0.05) related to OM intake, while oxygen consumption by the liver was not affected. Oxygen expenditure was linearly (P<0.05) related to blood flow across tissues for PDV, liver and total ST. The proportion of metabolizable energy (ME) intake spent as heat by PDV and total ST reduced when ME intake increased. In addition, this reduction occurred in a curvilinear manner as the difference between PDV and ST heat production reduced at increased ME intake. In experiment 2, four multicatheterized Polwarth wethers (40 ± 3.8 kg BW) fed 14 g DM of oat (Avena sativa) plus ryegrass (Lolium multiflorum Lam) hay/kg BW/day of Tifton hay were used in a 4 x 4 Latin Square design. Treatments were mesenteric vein infusion of 500 μL/min of saline solution (control) or a solution containing NH4HCO3, L-alanine or L-arginine. The net flux of glucose and urea through PDV and ST were not affected by treatments. Portal appearance and liver removal of N-NH3 were higher (P<0.05) with the NH4HCO3 infusion. The PDV and ST net flux of oxygen were not affected by treatments, whereas the hepatic oxygen consumption was higher in control treatment (P<0.05). The hypothesis that ureagenesis and/or gluconeogenesis increases hepatic energy spenditure was not observed in the present study. Methodological aspects are included in results discussion. / Foi avaliado o efeito do nível de consumo de forragem sobre o fluxo de sangue e utilização de O2 (Experimento 1), e da infusão mesentérica de bicarbonato de amônio (NH4HCO3), L-alanina ou L-arginina (Experimento 2) sobre a utilização de O2 e fluxo de metabólitos pelo sistema visceral (tecidos drenados pela veia porta (TDVP) e o fígado) em ovinos implantados cirurgicamente com catéteres permanentes nas veias mesentérica, porta e hepática. Em ambos experimentos o fluxo de sangue foi estimado pela técnica de diluição de p-aminohipurato. No experimento 1, três ovinos machos da raça Polwarth (42±4.4 kg de peso corporal (PC), alojados em gaiolas de metabolismo e alimentados com feno de Tifton (Cynodon sp.) foram utilizados em um delineamento Quadrado Latino 3 x 3. O feno foi oferecido nas quantidades de 7, 14 ou 21 g matéria seca (MS)/dia/kg de PC em quatro porções diárias iguais, a cada 6 h. O fluxo de sangue nos TDVP aumentou linearmente (P<0,05), mas o fluxo de sangue hepático-arterial e visceral total não foram afetados pelo aumento no consumo de forragem. O gasto de O2 pelos TDVP foi positivamente (P<0,05) relacionado com o consumo de matéria orgânica (MO). O gasto de O2 relacionou-se linearmente com o fluxo de sangue (P<0,05) nos TDVP, fígado e sistema visceral. A proporção de energia metabolizável (EM) consumida gasta como calor pelos TDVP e fígado diminuiu com o aumento no consumo de EM de forma curvilinear, sendo que a diferença entre a produção de calor visceral e dos TDVP reduziu com o aumento no consumo de EM. No experimento 2, quatro ovinos Corriedale (40 ± 3.8 kg PC), implantados com catéteres permanentes nas veias mesentérica, porta e hepática, alimentados com 14 g MS de feno de aveia (Avena sativa) e azevém (Lolium multiflorum Lam)/dia/kg de PC, foram utilizados em um delineamento Quadrado Latino 4 x 4. Os tratamentos consistiram da infusão na veia mesentérica de 500 μL/min de solução salina (controle) ou de uma solução contendo NH4HCO3, L-alanina ou L-arginina. Os fluxos portal e visceral total líquido de glicose e N-uréia não foram afetados significativamente pelos tratamentos. O fluxo de O2 pelos TDVP não diferiu entre tratamentos. Contudo, houve maior (P<0,05) gasto de O2 pelo fígado no tratamento controle. A hipótese de que a ureagênese e/ou a neoglicogênese impactam o gasto de energia pelo fígado não foi comprovada no presente estudo. Aspectos metodológicos são considerados na discussão destes resultados.