Les estrogènes confèrent aux femmes une protection cardiovasculaire jusqu’à la ménopause. En effet, la perte des fonctions ovariennes engendre plusieurs désordres du profil lipidique qui s’accompagnent d’une accumulation de triglycérides au foie appelée stéatose hépatique. Le retrait des estrogènes perturbe de nombreuses voies de contrôle de la cholestérolémie, provoquant simultanément une hypercholestérolémie et une stéatose hépatiques. Toutefois, à ce jour, les mécanismes d’action du retrait des estrogènes sur le métabolisme du cholestérol favorisant le stockage de triglycérides au foie demeurent imprécis. À cet égard, les travaux de cette thèse visaient à clarifier l’ensemble des effets du retrait des estrogènes sur le métabolisme du cholestérol pouvant mener à la pathogenèse de la stéatose hépatique. Lors de la première étude, l’ovariectomie (Ovx) chez la rate, un modèle bien établi de la stéatose, avait permis d’identifier la voie d’assemblage des lipoprotéines à très faible densité (VLDL) comme élément contributif à la stéatose. La voie des VLDL reliant étant également une voie de transport du cholestérol, l’étude suivante a été réalisée afin de comprendre le rôle du cholestérol alimentaire sur les lipides hépatiques. Dans cette deuxième étude, le modèle de la diète riche en lipides et en cholestérol (HFHC), aussi reconnu pour induire une stéatose hépatique, a permis d’établir des liens étroits entre le métabolisme du cholestérol et celui des lipides hépatiques. Étonnamment, de manière similaire à l’Ovx, la diète HFHC perturbait la voie d’assemblage des VLDL. En outre, les données recueillies au cours de ces travaux indiquaient qu’une dysrégulation du métabolisme des acides biliaires avait contribué à la sévérité de la stéatose hépatique induite par cette diète HFHC. Dans la continuité de ces deux premiers projets, nous nous sommes intéressés aux effets concomitants du retrait des estrogènes et d’une diète HFHC sur la stéatose hépatique. De manière intéressante, lorsque combinés, l’Ovx et la diète HFHC potentialisaient non seulement l’accumulation de lipides hépatiques, mais également les perturbations moléculaires des voies sous-jacentes à la stéatose, dont l’assemblage des VLDL et de la sécrétion d’acides biliaires. Dans l’ensemble, les données présentées dans la revue de littérature et dans les trois études reliées à cette thèse indiquent qu’une dysrégulation du métabolisme du cholestérol en réponse au retrait des estrogènes entraîne des complications favorisant l’accumulation de lipides dans le foie. / Estrogens confer to women a cardiovascular protection until menopause. Indeed, the loss of ovarian functions leads to several lipid disorders along with hepatic triglycerides accumulation called hepatic steatosis. Estrogen withdrawal disrupts several cholesterol metabolism pathways that results in both hypercholesterolemia and hepatic steatosis. However, to date, the precise mechanisms by which estrogen withdrawal affect cholesterol metabolism pathways that favour lipid storage in the liver are unclear. In this regard, works in the present thesis aimed at elucidate the effects of estrogen withdrawal on cholesterol metabolism involved in hepatic steatosis pathogenesis. In the first study, estrogen withdrawal by ovariectomy (Ovx), a well established model for hepatic steatosis and hypercholesterolemia, had enabled the identification of very low density lipoprotein (VLDL) pathway as a contributory element for hepatic steatosis. Since the VLDL pathway relates lipids and cholesterol metabolism, we conducted the second study to explore the role of dietary cholesterol on hepatic lipids. In the second study, the high fat/high cholesterol (HFHC) diet, also recognized as a model for hepatic steatosis development, was used to explore links between cholesterol metabolism and hepatic fat accumulation. Surprisingly, HFHC diet also disrupted the VLDL pathway. Additionally, data provided in this study indicated that a dysregulation of bile acids metabolism might have contributed to the severity of hepatic steatosis induced by the HFHC diet. As a continuation of these projects, we were interested in the concomitant effects of estrogen withdrawal and HFHC diet on hepatic lipid accretion. Interestingly, when combined, Ovx and HFHC diet not only potentiated hepatic lipid accumulation but also molecular disruptions involved in underlying pathways for hepatic steatosis including the VLDL pathway and bile acid secretion. Overall, data presented in the review of litterature and provided by the three studies related to the present thesis indicate that cholesterol metabolism dysregulation following estrogen withdrawal result in complications that favour hepatic lipid accumulation.

Les estrogènes confèrent aux femmes une protection cardiovasculaire jusqu’à la ménopause. En effet, la perte des fonctions ovariennes engendre plusieurs désordres du profil lipidique qui s’accompagnent d’une accumulation de triglycérides au foie appelée stéatose hépatique. Le retrait des estrogènes perturbe de nombreuses voies de contrôle de la cholestérolémie, provoquant simultanément une hypercholestérolémie et une stéatose hépatiques. Toutefois, à ce jour, les mécanismes d’action du retrait des estrogènes sur le métabolisme du cholestérol favorisant le stockage de triglycérides au foie demeurent imprécis. À cet égard, les travaux de cette thèse visaient à clarifier l’ensemble des effets du retrait des estrogènes sur le métabolisme du cholestérol pouvant mener à la pathogenèse de la stéatose hépatique. Lors de la première étude, l’ovariectomie (Ovx) chez la rate, un modèle bien établi de la stéatose, avait permis d’identifier la voie d’assemblage des lipoprotéines à très faible densité (VLDL) comme élément contributif à la stéatose. La voie des VLDL reliant étant également une voie de transport du cholestérol, l’étude suivante a été réalisée afin de comprendre le rôle du cholestérol alimentaire sur les lipides hépatiques. Dans cette deuxième étude, le modèle de la diète riche en lipides et en cholestérol (HFHC), aussi reconnu pour induire une stéatose hépatique, a permis d’établir des liens étroits entre le métabolisme du cholestérol et celui des lipides hépatiques. Étonnamment, de manière similaire à l’Ovx, la diète HFHC perturbait la voie d’assemblage des VLDL. En outre, les données recueillies au cours de ces travaux indiquaient qu’une dysrégulation du métabolisme des acides biliaires avait contribué à la sévérité de la stéatose hépatique induite par cette diète HFHC. Dans la continuité de ces deux premiers projets, nous nous sommes intéressés aux effets concomitants du retrait des estrogènes et d’une diète HFHC sur la stéatose hépatique. De manière intéressante, lorsque combinés, l’Ovx et la diète HFHC potentialisaient non seulement l’accumulation de lipides hépatiques, mais également les perturbations moléculaires des voies sous-jacentes à la stéatose, dont l’assemblage des VLDL et de la sécrétion d’acides biliaires. Dans l’ensemble, les données présentées dans la revue de littérature et dans les trois études reliées à cette thèse indiquent qu’une dysrégulation du métabolisme du cholestérol en réponse au retrait des estrogènes entraîne des complications favorisant l’accumulation de lipides dans le foie. / Estrogens confer to women a cardiovascular protection until menopause. Indeed, the loss of ovarian functions leads to several lipid disorders along with hepatic triglycerides accumulation called hepatic steatosis. Estrogen withdrawal disrupts several cholesterol metabolism pathways that results in both hypercholesterolemia and hepatic steatosis. However, to date, the precise mechanisms by which estrogen withdrawal affect cholesterol metabolism pathways that favour lipid storage in the liver are unclear. In this regard, works in the present thesis aimed at elucidate the effects of estrogen withdrawal on cholesterol metabolism involved in hepatic steatosis pathogenesis. In the first study, estrogen withdrawal by ovariectomy (Ovx), a well established model for hepatic steatosis and hypercholesterolemia, had enabled the identification of very low density lipoprotein (VLDL) pathway as a contributory element for hepatic steatosis. Since the VLDL pathway relates lipids and cholesterol metabolism, we conducted the second study to explore the role of dietary cholesterol on hepatic lipids. In the second study, the high fat/high cholesterol (HFHC) diet, also recognized as a model for hepatic steatosis development, was used to explore links between cholesterol metabolism and hepatic fat accumulation. Surprisingly, HFHC diet also disrupted the VLDL pathway. Additionally, data provided in this study indicated that a dysregulation of bile acids metabolism might have contributed to the severity of hepatic steatosis induced by the HFHC diet. As a continuation of these projects, we were interested in the concomitant effects of estrogen withdrawal and HFHC diet on hepatic lipid accretion. Interestingly, when combined, Ovx and HFHC diet not only potentiated hepatic lipid accumulation but also molecular disruptions involved in underlying pathways for hepatic steatosis including the VLDL pathway and bile acid secretion. Overall, data presented in the review of litterature and provided by the three studies related to the present thesis indicate that cholesterol metabolism dysregulation following estrogen withdrawal result in complications that favour hepatic lipid accumulation.

Orientador: Eliana Cotta de Faria / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-10T15:03:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kinchoku_Harumi_M.pdf: 2499549 bytes, checksum: e5ef36d494fba41f42bf6fe5ac2c96dc (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os principais determinantes da dieta que elevam as concentraçoes de LDL-C sao as gorduras saturadas, gorduras trans e, em menor grau, o colesterol da dieta. O aumento relativo na proporçao de carboidratos resulta em dislipidemia caracterizada pelo aumento das concentrações plasmáticas de TG e VLDL-C, baixas concentrações de HDL-C, razão C:HDL aumentada e, algumas vezes, a presença de partículas de LDL-C pequenas e densas.O propósito deste estudo foi avaliar o impacto do aconselhamento nutricional exclusivo em portadores de dislipidemias,verificando a resposta entre sexos e entre faixas etárias (<60 anos e = 60 anos) e a influência do tempo no tratamento (3,6 e 12 meses). Participaram do estudo 129 sujeitos, 56 homens e 73 mulheres com idade entre 20 a 73 anos sem uso de medicaçao hipolipemiante por no mínimo 30 dias antes e durante o tratamento, e com pelo menos três meses de seguimento nutricional. Para hipercolesterolemia foi orientada a restrição de gorduras saturadas (<7% do VET) e colesterol (<200 mg/dL) e, para hipertrigliceridemia a restriçao de carboidratos simples, bebidas alcoólicas e, restrição de gorduras totais (<20% do VET) para TG>300 mg/dL. Na presença de sobrepeso ou obesidade foi orientada dieta hipocalórica com redução gradativa das calorias. As concentrações de colesterol (C), LDL-C, e triglicérides (TG) foram significativamente reduzidas na população estudada em 14%, 5%, 30% respectivamente. No primeiro trabalho, em que foi avaliada a influência do tempo de aconselhamento nutricional comparado ao período basal, as respostas significativas às orientações dietéticas com três meses foram: para C (-16%), LDL-C (-0,1%) e não HDL-C (-19%); com seis meses para C (-13%), TG (-30%), LDL-C (-9%), nao HDL-C (-17%), Castelli I (-14%) e Castelli II (-4%) e, com 12 meses para C (-14%), TG (-27%) e Castelli I (-13%). As concentrações plasmáticas de HDL-C e o peso corporal não se modificaram. Entre os sexos (trabalho 2) foi observado uma redução de 16% para C e 36% para TG em homens, e de 12% para C, 12% para LDL-C, e 26% para TG nas mulheres e, entre faixa etária de 15% para C, 2% para LDL-C e 33% para TG nos adultos e 14% para C nos idosos. O aumento na concentração de HDL-C foi significativa em homens em relação às mulheres (+5% e -4 %) com hiperlipidemia mista.Todos os participantes responderam ao aconselhamento nutricional reduzindo as concentrações de C, TG, LDL-C e a nao HDL-C. O tempo de orientação dietética não modificou as respostas em lípides e lipoproteínas plasmáticos; sendo o tempo de três meses suficiente para observar os efeitos benéficos da dieta. Um maior número de parâmetros foi reduzido com seis meses indicando que a partir de sexto mês houve um efeito mais abrangente da dieta. Homens e adultos foram mais responsivos à orientação nutricional. As respostas foram maiores que os coeficientes de variação biológico para cada parâmetro avaliado exceto para LDL-C.Recomenda-se a aplicação desta experiência terapêutica positiva em outros Serviços de Saúde por se tratar de uma terapia de baixo custo podendo também contribuir na prevenção e controle de doença cardiovascular / Abstract: The strongest dietary determinants of elevated LDL cholesterol concentrations are dietary saturated fatty acid and trans fatty acid intakes to a lesser extent, dietary cholesterol and excess body weight The aim of the present study was to evaluate the responses plasma lipid to nutritional counseling on dyslipidemic outpatients and analyze their responses by gender and age and analyzing the influence of time (3, 6 and 12 months) of treatment. One-hundred and twenty nine dyslipidemic subjects i.e. 56 males and 73 females aged 20 - 73 years comprised this study. No medication was used 30 days before and during following the diet as part of the inclusion criteria. Patients with hypercholesterolemia were oriented to follow the NCEP step 2 diet, and those with hypertriglyceridemia were oriented to restrict simple carbohydrates and alcoholic beverage and, in presence of TG >300 mg/dl, to use low fat diet (=20%). After nutritional counseling plasma cholesterol (C) concentrations, LDL-C, and triglycerides (TG) were significantly reduced in the population sample by (14%, 5%, 30%), respectively. The response were significant after 3 months for C (-16%), LDL-C (-0,1%) and NHDL-C (-19%), after 6 months for C (-13%), TG (-30%), LDL-C (-9%), NHDL-C (-17%), Castelli I (-14%) and Castelli II (-4%) and, after 12 months for C (-14%), TG (-27%) and Castelli I (-13%). No change was detected in plasma HDL-cholesterol and body weight, after nutritional counseling. Between sexes plasma concentrations reduced for C and TG by 16%, and 36% in men, and by 12% and 26% and 12% for LDL-C in women, and between age by 15% to C, 2% to LDL-C and 33% to TG in middle age and, 14% for C in elderly people. HDL cholesterol concentration was significantly higher in men than in women with mixed hyperlipidemia (+5% and -4 %). All participants responded to nutritional counseling reducing C, TG, LDL-C, NHDL-C, LDL-C. The nutritional counseling time did not modify the responses of plasma lipids and lipoproteins. After 3 months, beneficial effects of the diet were observed, and the higher number of parameters were reduced after 6 month showing a broader actions of diet. Men and adults patients presented better responses to nutritional counseling. The responses to nutritional counseling were higher than coefficient biology variation for each parameter evaluated except to LDL-C. We recommend this positive experience is recommended to other Health Service because is low cost treatment and also contribute in prevention and control of risk factors for cardiovascular disease / Mestrado / Ciencias Basicas / Mestre em Clinica Medica

Le virus de l’hépatite C (HCV) infecte les hépatocytes. Il est remarquable par le fait q’ilperturbe fortement le metabolisme lipidique de l’hôte, conduisant à des dysfonctions majeures telles qu’une stéatose ou une résistance à l’insuline. In vivo, les virions sériques présentent une densité faible et variable reflétant leur association aux lipoprotéines de faible et de tres faible densité (LDL et VLDL). Ainsi, l'existence de lipo-viro-particules (LVP), contenant à la fois les constituants viraux et les apolipoprotéines B (apoB) et E (apoE) a été suggerée. Ces LVP joueraient un rôle important dans la persistance virale. Cependant, cette association entre HCV et apoB n'a pas été retrouvée in vitro avec les modeles cellulaires disponibles.Mes travaux de thèse se sont donc concentrés sur la mise en place d'un nouveau modèle deculture cellulaire capable de produire a la fois des VLDL et des particules virales HCV, permettantainsi d’étudier l’interaction entre les deux voies de synthèse. Dans un premier temps, lacaracterisation de la production de lipoproteines par differentes lignees d'hepatocytes a permis demontrer l'existence d'un défaut de secretion de VLDL en cellules Huh7.5, classiquement utiliséespour étudier HCV in vitro, alors que les cellules HepG2 et HepaRG sont capables de produire des VLDL physiologiques. Dans un second temps, des cellules HepG2 repliquant HCV de manière persistante ont été utilisées pour caractériser les particules virales produites. Etonnamment, a l'instar des cellules Huh7.5 et malgré leur capacité a produire des VLDL, les cellules HepG2 ne secreteraient pas de LVP mais des particules virales positives pour apoE et négatives pour apoB. / Hepatitis C virus (HCV) mainly infects hepatocytes. It is unique in its ability to impair host lipidmetabolism, leading to major liver dysfunctions as, for instance, hepatic steatosis or insulinresistance. In vivo, serum virions have a low and variable density, reflecting their association withlow- and very-low-density lipoproteins (LDL and VLDL). Hence, the existence of lipo-viro-particles(LVP), containing both viral components as well as apolipoprotein B (apoB) and E (apoE), has beensuggested. These LVPs could play an important role in viral persistence. However, this associationbetween HCV and apoB has not been observed in vitro, using the currently available cell culturemodels.Therefore, during my PhD, I have worked at setting up a new cell culture model, which wascapable of producing both VLDL and HCV particles, and therefore would enable the study of theinterplay between both synthesis pathways. First of all, we characterized lipoprotein production indifferent hepatocyte cell lines and confirmed that Huh7.5 cells, usually used to study HCV in vitro,were deficient for VLDL secretion, whereas two other cell lines, HepG2 and HepaRG, were able toproduce quasi-physiological VLDLs. Therefore, in a second time, we used HepG2 cells to replicate aHCV strain containing a selection gene and to characterize viral particle production. Surprisingly,VLDL-producing HepG2 cells were also unable to secrete LVPs, but rather secreted apoE-positive andapoB-negative viral particles, which were similar to ones Huh7.5 cells produced. This suggests thatthe ability to produce LVPs does not correlate with the ability to produce VLDL.

Le récepteur CAR, Constitutive Androstane Receptor, appartient à la-famille NR1 des récepteurs nucléaires. Initialement décrit comme un récepteur orphelin, CAR est en fait activé par un grand nombre de molécules exogènes et une des fonctions principales de CAR est celle de xénosenseur. L’activation CAR par ses différents ligands stimule la transcription des enzymes de phase I, II et III nécessaires à la détoxification et à l’élimination des xénobiotiques. Parallèlement, CAR a fait l’objet de nombreux travaux indépendants qui ont démontré son implication dans le métabolisme de molécules endogènes comme les acides biliaires, la bilirubine et les hormones thyroïdiennes. Plus récemment un impact de CAR sur des voies métaboliques fondamentales comme la néoglucogenèse, la lipogenèse et le métabolisme des lipoprotéines a été mis en évidence faisant de CAR au même titre que les récepteurs du groupe NR1 (LXR et FXR) une cible potentielle pour l’étude et le traitement du syndrome métabolique et des maladies cardio-vasculaires. Dans le cadre de ce mémoire nous avons étudié l’impact d’une stimulation chronique de CAR par un agoniste spécifique le TCPOBOP sur le transport reverse du cholestérol, le métabolisme des lipoprotéines et la susceptibilité à l’athérosclérose dans un contexte de surcharge alimentaire en cholestérol. Chez les souris dyslipidémiques déficientes pour le gène du récepteur aux lipoprotéines de faible densité (Ldlr-/-) ou bien déficientes pour l’apoprotéine E l’activation spécifique de CAR par l’agoniste TCPOBOP (3,3’,5,5’-Tétrachloro-1,4-bis (pyridyloxy )benzene), 1) diminue la lipogenèse via l’induction du facteur Insig1 et la répression du facteur de transcription Srebp1c et de ses gènes cibles. Cela se traduit par une diminution de la triglycéridémie plasmatique associée à une diminution du contenu hépatique en triglycérides et une diminution de la sécrétion de lipoprotéines riches en triglycérides, 2) stimule la conversion et l’élimination fécale du cholestérol sous forme d’acides biliaires ce qui se traduit par une élimination accrue du cholestérol dérivé des HDL dans les fèces, dernière étape du transport reverse du cholestérol, 3) diminue le taux de cholestérol associé aux LDL chez les souris Ldlr-/- probablement par stimulation de l’expression hépatique du récepteur aux lipoprotéines de très basse densité. La diminution de l’athérogénicité du profil lipoprotéique et la stimulation du transport reverse du cholestérol sont associées à une réduction des lésions athéromateuses au niveau des valves et de la crosse aortique chez les souris Ldlr-/-. Une diminution des lésions athéromateuses uniquement au niveau de la crosse aortique est également observée chez les souris ApoE-/- L’ensemble des travaux présentés et les récentes études publiées suggèrent que CAR peut être considéré comme un acteur central du métabolisme lipidique et font de ce récepteur nucléaire une nouvelle cible potentielle pour l’étude et le traitement des désordres métaboliques comme le diabète, l’obésité, la stéatose hépatique et l’athérosclérose / The Constitutive Androstane Receptor (CAR) belongs to the subfamily of nuclear receptors NR1. Initially described as an orphan receptor, CAR is activated by a large number of exogenous molecules and acts as a xenosensor. The activation of CAR by these ligands stimulates transcription of phase I, II and III enzymes required for the detoxification and elimination of xenobiotics. Furthermore CAR is also involved in the metabolism of endogenous molecules such as bile acids, bilirubin or thyroid hormones. CAR has recently been the subject of numerous independent studies that have highlighted his involvement in major metabolic pathways including gluconeogenesis, lipogenesis and lipoprotein metabolism, making CAR as well as others NR1 nuclear receptors potential targets for the study and the treatment of metabolic syndrome and cardiovascular diseases. The goal of our work was to determine the impact of a chronic CAR activation on reverse cholesterol transport, lipoprotein metabolism and susceptibility to atherosclerosis in a context of dietary cholesterol overload. In dyslipidemic mice deficient for the low density lipoprotein receptor (Ldlr-/-) or for apolipoprotein E (ApoE-/-), pharmalogical activation of CAR by its specific agonist TCPOBOP (3,3',5,5'-Tetrachloro-1, 4-bis (pyridyloxy) benzene) 1) reduces lipogenesis through the induction of Insig1 and the repression of the transcription factor Srebp1c (meaning..) and its target genes. This results in a decrease in plasma triglyceride levels associated with a reduced hepatic triglycerides concentration and a decreased secretion of triglyceride-rich lipoproteins, 2) stimulates the conversion and fecal cholesterol elimination as bile acids and consequently the last step of reverse cholesterol transport, 3) in Ldlr-/- mice, CAR activation decreases LDL-cholesterol probably through the stimulation of hepatic expression of very low density lipoprotein receptor.Reduction in the atherogenicity of the lipoprotein profile and increase of reverse cholesterol transport lead to a reduction in the size of atherosclerotic lesions in heart valves and aorta in Ldlr-/- mice. Reduction of aortic lesions in aortic arches only was also observed in apoE-/- mice. The present work as well as recent studies suggests that CAR is as central player in lipid metabolism. CAR appears therefore to be a new potential target for the study and the treatment of metabolic disorders like diabetes, obesity, fatty liver and atherosclerosis

Amongst its numerous functions, the liver is responsible for the synthesis and secretion of very low-density lipoprotein (VLDL). VLDL particles play the important role of facilitating the transport of lipids within the aqueous environment of the plasma; yet high plasma concentrations of these particles result in the pathogenesis of atherosclerosis, while low VLDL secretion from the liver results in hepatic steatosis. VLDL synthesis in the hepatocyte is completed in the Golgi apparatus, which serves as the final site of VLDL maturation prior to its secretion to the bloodstream. The mechanism by which VLDL’s targeted transport to the plasma membrane is facilitated has yet to be identified. Our lab has identified this entity. Our findings suggest that upon maturation, VLDL is directed to the plasma membrane through a novel trafficking vesicle, the Post-Golgi VLDL Transport Vesicle (PG-VTV). PG-VTVs containing [3H] radiolabeled VLDL were generated in a cell-free in vitro budding assay for study. First, the fusogenic capabilities of PG-VTVs were established. Vesicles were capable of fusing with the plasma membrane and delivering the VLDL cargo for secretion in a vectorial manner. The next goal of our study is to characterize key regulatory molecular entities necessary for PG-VTV biosynthesis. A detailed analysis was undertaken to determine the PG-VTV proteome via western blot and two-dimensional difference in gel electrophoresis. The identification of key molecular regulators will potentially offer therapeutic targets to control VLDL secretion to the bloodstream.

Of the challenges facing the improvement of human health, none has taken the forefront quite like the endeavor to discover novel treatments for heart disease. As heart disease has now become the leading cause of death throughout the world [1], the medical community has made incredible strides in the mission to treat atherosclerosis which is the major contributor to heart disease. Very Low Density Lipoproteins (VLDL) are secreted by the liver and subsequently converted to Low Density Lipoproteins (LDL). Many factors contribute to the narrowing of the arterial walls, however oxidized LDL is the main factor that leads to the deposition of plaque, leading to atherosclerosis pathologies. Recently, a main focus of research into atherosclerotic processes has been the synthesis and trafficking of VLDL in hepatocytes. The rate-limiting step for the secretion of VLDL from the liver has been determined to be the transport of VLDL from the endoplasmic reticulum (ER) to the Golgi apparatus. VLDL molecules are transported in a specialized transport vesicle the Very Low Density Lipoprotein Transport Vesicle (VTV) [2]. VLDL’s core protein, apolipoproteinB-100 (apoB100), is initially lipidated in the ER, and then subsequently delivered to the Golgi apparatus where the VLDL molecule undergoes maturation involving further lipidation and glycosylation of apoB100. Oxysterol Binding Proteins (OSBP) and the sub family OSBP Related Proteins (ORP) have been implicated in many different trafficking processes, mainly the trafficking of sterols, cholesterol, and lipids. Recently, ORP 10 was shown to be a negative regulator of apoB100 secretion in growth medium [3]. Using co-immunoprecipitation, the current study shows that ORP 10 interacts with VLDL’s core protein apoB100 directly. Employing an in vitro budding assay, we show that the blocking of ORP 10 with a specific antibody against ORP10 increases VTV formation from the ER. Given that the ER to Golgi pathway is the rate-limiting step in overall VLDL secretion, these findings support the conclusion that ORP 10 is a negative regulator of VLDL trafficking between the ER and Golgi, and that this process is mediated by the ORP 10 protein binding with apoB100.

Doutor -- Universidade de Sao Paulo. Faculdade de Saude Publica. Departamento de Nutricao, Sao Paulo, 2003.

Il existe un nombre grandissant de preuves au cours des dernières années que la diminution de la sécrétion des œstrogènes chez les animaux ovariectomisés (Ovx) et chez les femmes ménopausées conduit à une accumulation importante de triglycérides (TG) dans le foie. Cependant, les évidences de perturbations dans le métabolisme du cholestérol, en lien avec la diminution des œstrogènes, sont limitées à des observations de niveaux élevés de cholestérol total dans le plasma trouvés chez la femme ainsi que chez les animaux. En fait, l'impact de la suppression des œstrogènes sur le métabolisme du cholestérol dans le foie a reçu peu d'attention et montre quelques controverses. Par conséquent, les trois études présentées dans cette thèse ont été réalisées chez des rats Ovx, comme modèle animal de femmes post-ménopausées, afin de documenter les effets du retrait des œstrogènes sur les marqueurs moléculaires clés du métabolisme du cholestérol et des acides biliaires dans le foie et dans l'intestin et des effets potentiels de l’entraînement physique. Il a été en effet démontré que l'entraînement physique peut réduire le niveau plasmatique de cholestérol. Une amélioration du transport du cholestérol en périphérie vers le foie pour sa sécrétion subséquente dans la bile et pour son l'excrétion de l'organisme a été suggérée, bien que les mécanismes sous-jacents ne soient pas entièrement compris. Dans la première étude, nous avons démontré que les rattes Ovx nourris avec une diète standard et une diète standard + cholestérol avait un taux de cholestérol total dans le foie plus élevé (P <0,05) que les rattes avec une ovariectomie simulée (Sham) nourris avec ces deux derniers types de diète, tandis que la teneur en triglycérides du foie était plus élevée chez les rattes Ovx que chez les rattes Sham nourris avec une diète standard, une diète standard + cholestérol et aussi une diète riche en grasses + cholestérol. Étonnement, la diète standard + cholestérol a été associée à un niveau plasmatique plus faible (P <0,001) de cholestérol total et de triglycérides chez les rats Ovx que les rats Sham, ce qui suggère une diminution de la sécrétion de lipoprotéines à très basses densités (VLDL). Par conséquent, la transcription de plusieurs marqueurs clés de la synthèse des VLDL, y compris la microsomal triglyceride transfer Protein (MTP) et apoB-100, ont été réduites (P <0,05) chez les rattes Ovx par rapport aux rattes Sham nourris avec tous les trois types diètes et cette diminution de MTP et apoB-100 était plus prononcée chez les rats nourris avec la diète standard + cholestérol. Pour aller un peu plus loin, dans la deuxième étude, nous avons déterminé les effets de l'entraînement physique sur les marqueurs clés hépatiques de la voie farnesoid X receptor (FXR) - small heterodimer partner (SHP) - de cholestérol 7 alpha-hydroxylase (CYP7A1) (FXR-SHP-CYP7A1) impliquée dans la conversion de cholestérol en acides biliaires et de leur excrétion chez les rat Ovx nourris avec une diète standard + cholestérol. Notre groupe expérimental principal comprenait des rats Ovx nourris avec une diète riche en cholestérol (Ovx-Chol). Ce groupe a été comparé à un groupe de rats Ovx nourris avec une diète standard (Ovx-SD) et un groupe de rats Sham nourris avec une diète riche en cholestérol (Sham-Chol) pour observer, respectivement, l'effet de l'alimentation et l’effet du retrait de l'œstrogène. Les résultats de cette étude ont démontré que les niveaux de cholestérol total dans le plasma et dans le foie ne sont pas affectés par l'entraînement physique dans aucune des conditions expérimentales. L'alimentation en cholestérol a induit une accumulation plus importante chez les rats Sham et Ovx a mené à une accumulation du cholestérol dans le foie significativement plus élevée (P <0,001) que chez les rats Ovx-SD. Un effet principal d'entraînement physique (P <0,05) a été trouvée dans l’expression génique du SHP et de CYP7A1. Ce dernier gène est reconnu pour son implication majeure sur le contrôle de la biosynthèse des acides biliaires à partir du cholestérol. De plus, cette étude a montré que le récepteurs des LDL (LDL-R) et proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PSCK9) au foie, qui sont impliqués dans l'absorption du cholestérol de la circulation, ne sont pas influencés par l’entraînement physique. Ces résultats suggèrent que l'entraînement physique module le métabolisme du cholestérol chez les animaux Ovx par un réglage positif de la formation des acides biliaires. Un nombre croissant de preuves récentes suggèrent que le transport inverse du cholestérol (RCT) peut également passer par une voie non-biliaire connue sous le nom « transintestinal cholesterol excretion » (TICE). En effet, le foie et l'intestin sont impliqués dans l'excrétion du cholestérol excédentaire du corps. Dans cette optique, dans la troisième étude, nous avons élargi nos recherches afin de déterminer si l'entraînement physique module l’expression des récepteurs de cholestérol de la membrane intestinale qui sont impliqués dans TICE chez les rats intacts et Ovx nourris avec une diète standard et une diète riche en cholestérol. Les résultats de cette étude ont montré que l'entraînement physique a augmenté (P <0,01) l’expression génique intestinale de LDL-R et de PCSK9 impliquées dans la captation du cholestérol intestinal de la circulation et de leur récepteur nucléaire, « sterol regulatory element-binding protein 2 » (SREBP2) (P <0,05) chez les rats Sham et Ovx par rapport aux rats sédentaires (Sed). D'autre part, l’expression des gènes hépatiques de LDL-R et de PCSK9 ont été supprimées (P <0,01) par l’alimentation riche en cholestérol, mais pas affectée par l'entraînement physique. L'expression du gène « flavin monooxygénase 3 » (FMO3), en tant que régulateur de l'équilibre du cholestérol dans le foie, a été diminuée de façon significative (P <0,01) par le cholestérol alimentaire chez les rats Sham et Ovx par rapport aux rats nourris avec la diète standard, mais demeure inchangée suite à l'entraînement physique et le retrait des œstrogènes. Un réglage positif de l'expression de gènes du LDL-R et PCSK9 intestinale par l'entraînement physique chez les rats intacts et Ovx suggère que l'entraînement physique peut contribuer à l’accroissement de l'élimination de cholestérol par la voie TICE. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent qu'une combinaison d’une diète riche en cholestérol et un retrait des œstrogènes a mené à une diminution de l'expression des gènes des marqueurs essentiels de la synthèse de VLDL, ce qui implique une réduction de l'excrétion du cholestérol du foie. Il semble que la réduction de LDL-R hépatique pourrait être due à l'accumulation du cholestérol dans le foie. De plus, nos résultats ont présenté l’entraînement physique comme une intervention non pharmacologique appropriée pour stimuler l'excrétion du cholestérol excédentaire de l'organisme par le réglage positif des gènes impliqués dans la biosynthèse des acides biliaires dans le foie et les récepteurs intestinaux de cholestérol dans la voie TICE. / There has been accumulating evidence in recent years that the estrogen deficient state in ovariectomized (Ovx) animals and in postmenopausal women results in substantial liver triglyceride (TG) accumulation. However, evidence of disturbances in cholesterol metabolism in link with estrogen deficiency is limited to observations of higher plasma total cholesterol levels found in human as well as in animals. In fact, the impact of estrogen withdrawal on liver cholesterol metabolism has received little attention and shows some controversies. Therefore, the three studies presented in this thesis have been conducted in Ovx rats, as an animal model of post-menopausal women, to investigate the effects of estrogen withdrawal on key molecular markers of cholesterol and bile acid metabolism in liver and in transintestinal cholesterol excretion (TICE), and also to determine the potential role of exercise training as a positive alternative intervention. It has been shown that exercise training can improve plasma cholesterol levels. An enhanced transport of peripheral cholesterol toward the liver for subsequent secretion into bile and excretion from the body has been suggested; however, the underlying mechanism for this action is not fully understood. In the first study, we showed that estrogen withdrawal was associated with higher (P < 0.05) liver total cholesterol under the standard diet and the standard diet + cholesterol diet, while liver triglyceride (TG) content was higher in Ovx than in Sham rats in all three dietary conditions which are the standard diet, the standard diet + cholesterol and the high fat diet + cholesterol. Surprisingly, the standard diet + cholesterol was associated with lower (P < 0.001) plasma total cholesterol and TG levels in Ovx than in Sham rats, suggesting a decrease in very low-density lipoprotein (VLDL) secretion. Accordingly, several transcripts of key markers of VLDL synthesis including microsomal triglyceride transfer protein (MTP) and apoB-100 were decreased (P < 0.05) in Ovx compared to Sham rats under the three dietary conditions and even more so for MTP and apoB-100 when rats were fed the standard diet + cholesterol. To go one step further, in the second study we determined the effects of exercise training on hepatic key markers of farnesoid X receptor (FXR)-small heterodimer partner (SHP)-cholesterol 7 alpha-hydroxylase (CYP7A1) (FXR-SHP-CYP7A1) pathway, involved in cholesterol conversion into bile acid and excretion from the body, in Ovx cholesterol fed rats. Our main experimental group was Ovx rats fed a high cholesterol diet (Ovx-Chol) that was compared, on one hand, to a group of Ovx rats fed a standard diet (Ovx-SD) to observe the effects of the diet and, on the other hand, compared to a group of Sham operated rats fed the cholesterol diet (Sham-Chol) to observe the effect of estrogen withdrawal. Results of this study showed that plasma and liver total cholesterol levels were not affected by exercise training in any of the experimental conditions. Cholesterol feeding in both Sham and Ovx rats resulted in significantly (P<0.001) higher hepatic cholesterol accumulation than in Ovx-SD rats. A main effect of training (P< 0.05) was, however, found for transcripts of SHP and CYP7A1. The SHP and CYP7A1 transcripts were increased by training. These results suggest that exercise training through up-regulation of genes involved in bile acid formation may modulate cholesterol metabolism in Ovx animals. Finally, a recent growing body of evidence suggests that reverse cholesterol transport (RCT) can also proceed through a non-biliary pathway known as transintestinal cholesterol excretion (TICE). Indeed, both liver and intestine are involved in excretion of the excess cholesterol from the body. Based on this concept, we expanded our research to determine whether exercise training has an effect on intestinal membrane cholesterol receptors involved in TICE pathway in intact and Ovx rats fed a normal and a high cholesterol diet. Results of the third study showed that exercise training increased (P< 0.01) transcripts of intestinal LDL-R and PCSK9, which are involved in intestinal cholesterol uptake from circulation, and their nuclear transcription factor, intestinal sterol regulatory element-binding protein 2 (SREBP2) (P< 0.05) in both Sham and Ovx rats compared to rats remaining sedentary (Sed). On the other hand, hepatic LDL-R and PCSK9 gene expression was suppressed (P< 0.01) by cholesterol feeding but not affected by exercise training. Flavin monooxygenase 3 (FMO3) gene expression, as a cholesterol balance regulator in liver, was significantly decreased (P<0.01) by cholesterol feeding in both Sham and Ovx rats compared to rats were fed the SD diet but unchanged following exercise training and estrogen withdrawal. An up-regulation of intestinal gene expression of LDL-R and PCSK9 following voluntary wheel running in intact and Ovx rats suggests that exercise training may contribute to increased cholesterol elimination through the TICE pathway. Overall, our results indicate that a high cholesterol diet and ovariectomy combine to decrease the gene expression of key markers of VLDL synthesis suggesting a reduction in cholesterol excretion from the liver. Alternatively, it seems that reduced hepatic LDL-R transcript found in Ovx animals might be due to hepatic cholesterol accumulation. Moreover, our findings introduced exercise training as an appropriate non-pharmacological intervention to stimulate the excretion of the excess cholesterol from the body through upregulation of genes involved in bile acid biosynthesis in liver and intestinal basolateral cholesterol transporters in TICE.

Universidade Federal do Cearà / O presente trabalho relata o estudo quÃmico dos constituintes volÃteis das folhas e frutos de Myrcia sp., coletados no municÃpio de Amontada-CE em marÃo de 2005 e a obtenÃÃo de fraÃÃes e substÃncias provenientes do decocto das folhas frescas e do extrato etanÃlico das folhas secas de Cissus verticillata, bem como o estudo concomitante do seu potencial farmacolÃgico como hipoglicemiante atravÃs de testes realizados com a fraÃÃo solÃvel em metanol, fraÃÃo rica em tiramina e com a tiramina, obtidos de C. verticillata. Os Ãleos essenciais de Myrcea sp. foram analisados por cromatografia gÃs-lÃquido acoplada à espectrometria de massa (CGL/EM) e, quantitativamente, atravÃs do uso de CGL acoplada a detector do tipo FID. A anÃlise do Ãleo essencial das folhas de Myrcia sp. (GAOFOLHAS), permitiu a identificaÃÃo de treze componentes: d-elemeno, b-elemeno, trans-cariofileno, a-humuleno, b-chamigreno, germacreno D, b-selineno, a-guaieno, a-selineno, a-Z-bisaboleno, d-cadineno, epi-a-murolol e a-cadinol. O Ãleo essencial dos frutos de Myrcia sp. (GAOFRUTOS) permitiu a identificaÃÃo de onze componentes: d-elemeno, b-elemeno, trans-cariofileno, a-guaieno, a-humuleno, germacreno D, b-selineno, a-selineno, germacreno A, d-cadineno e germacreno B. O estudo fitoquÃmico do decocto de C. verticillata resultou na fraÃÃo rica em tiramina (CVFDSM-F19-24) que apÃs fracionamento cromatogrÃfico permitiu o isolamento da substÃncia tiramina, inÃdita no gÃnero Cissus. Os testes realizados com esta fraÃÃo e com a tiramina, em ratos com diabetes aloxan-induzida, mostraram reduÃÃo na glicemia, colesterol total, triglicÃrides e nÃveis de VLDL e aumento nos nÃveis de HDL. O fracionamento cromatogrÃfico da fraÃÃo hexÃnica, proveniente do extrato etanÃlico das folhas secas de C. verticillata, permitiu o isolamento dos esterÃides, b-sitosterol e b-sitosterol-glicosilado. A caracterizaÃÃo estrutural das substÃncias isoladas de C. verticillata foi realizada atravÃs do uso de tÃcnicas espectroscÃpicas, tais como, infravermelho e RMN de 1H e 13C, incluindo tÃcnicas uni e bidimensionais (HMBC e HMQC), bem como a comparaÃÃo com dados descritos na literatura. / The present work reports on the volatile constituents from leaves and fruits of Myrcia sp. collected in Amontada County-Cearà State, in march/2006. It also reports on the phytochemical analysis of the decoction solution from fresh leaves, and the ethanol extract of dried leaves of Cissus verticillata in a concomitant study of its pharmacological potential as hipoglycemiant. GLC/MS and GLC/FID analysis of the essential oil from leaves (GAOFOLHAS) allowed the identification of 13 components: d-elemene, b-elemene, trans-caryophyllene, a-humulene, b-chamigrene, germacrene D, b-selinene, a-guaiene, a-selinene, a-Z-bisabolene, d-cadinene, epi-a-murolol and a-cadinol, while the essential oil from fruits (GAOFRUTOS) allowed the identification of 11 components: d-elemene, b-elemene, trans-cariophylene, a-guaiene, a-humulene, germacrene D, b-selinene, a-selinene, germacrene A, d-cadinene and germacrene B. The silica-gel chromatography analysis of the decoction solution of fresh leaves of C. verticillata allowed the separation of a fraction rich in tyramine, and from it, pure tyramine. Pharmacological tests on rats with aloxan-induced glycemia with both the tyramine rich fraction and pure tyramine allowed reduction on the glycemia levels, as well as for total cholesterol, triglycerids and VLDL, but HDL increasing. Silica-gel chromatography analyses of the ethanol extract from dried leaves of C. verticillata allowed the isolation of b-sitosterol and its glucoside derivative. Structure determination of all substances of C. verticillata was accomplished by means of spectroscopic techniques such as IR, 1H and 13C NMR, including uni and bi-dimensional pulse sequences (HMBC and HMQC) ad comparison with data from the literature.