Analysis of the involvement of α2 - AMPK in the beneficial effects of n-3 polyunsaturated fatty acids on obesity - associated metabolic derangements

Abstract

SOUHRN Je známo, že n-3 polynenasycené mastné kyseliny s dlouhým řetězcem (n-3 LC-PUFA) mají benefiční účinky na obezitou-indukovaná metabolická onemocnění, avšak jejich účinnost při snižování obezity a inzulínové rezistence u lidí je nízká. Cílem dizertační práce bylo otestovat různé přístupy, jak zvýšit efektivitu n-3 LC-PUFA a také zjistit, jaké je zapojení 2 podjednotky AMP-aktivované proteinové kinázy (2-AMPK) v mechanizmech účinku n-3 LC-PUFA. Nejdříve byly na myším modelu testovány chemické deriváty DHA. Substance-2, -ethyl ester DHA, podávána v 10 % obvyklé dávky n-3 LC-PUFA, měla prevenční a částečně reverzní účinky v rozvoji obezity, akumulace tuku, glukózové intolerance, dyslipidémie a zánětu bílého tukového depa. Dále, kombinace n-3 LC-PUFA a nízké dávky antidiabetika rosiglitazonu, měla aditivní účinky v prevenci rozvoje dyslipidémie, inzulínové rezistence, akumulace tuku a hypertrofie adipocytů u myší krmených vysokotukou dietou, za současné indukce sekrece adiponektínu. Podávaní kombinační diety také léčilo již rozvinutou glukózovou intoleranci u obézních myší. Hlavní část této práce byla zaměřena na studium zapojení 2-AMPK v mechanizech účinku n-3 LC-PUFA. Na myším modelu s delecí genu pro 2-AMPK jsme zjistili, že benefiční účinky n-3 LC-PUFA v prevenci vzniku inzulínové rezistence jsou...

It is well established that n-3 polyunsaturated fatty acids with long chain (n-3 LC-PUFA) have beneficial effects on the obesity-induced metabolic disorders in mice. However, in obese humans, the potency of these fatty acids to positively affect obesity and insulin resistance has been shown to be lower. The aim of the studies described in this thesis was to verify various approaches aimed at increasing efficiency of n-3 LC-PUFA and to study the involvement of 2 subunit of AMP-activated protein kinase (2-AMPK) in the mechanisms of action of these compounds. Firstly, various chemical derivatives of DHA were tested in mice. Substance-2, the -ethyl ester of DHA, completely prevented and even partially reversed the development of obesity, fat accumulation, impaired glucose tolerance, dyslipidemia and white adipose tissue inflammation, even though the dose was only 10 % of that normally used in mice for the treatment with n-3 LC-PUFA. Secondly, the combination of n-3 LC-PUFA and a low-dose of anti-diabetic rosiglitazone prevented, in additive manner, development of dyslipidemia and insulin resistance, reduced the accumulation of body fat and adipocyte hypertrophy, while inducing adiponectin in mice fed a high-fat diet. This treatment also reversed impaired glucose tolerance in obese mice. The major part...