Influence of maternal obesity on the skeletal muscle of offspring / Influencia de la obesidad materna sobre el músculo esquelético de la progenie

Abstract Maternal obesity has been described as a clinical entity associated with an increased incidence of metabolic diseases in the offspring, indicating a fetal programming phenomenon during this critical development period. Fetal exposure to an obesogenic environment affects multiple organs and tissues, including skeletal muscle, which is particularly susceptible to stressors from the external environment. Several studies have described alterations in the morphology and composition of skeletal muscle tissue secondary to obesogenic exposure in utero. In addition, modifications in signaling pathways related to the metabolism of energy substrates have been found in children born to mothers with obesity during pregnancy. This review addresses the current evidence describing the consequences of fetal exposure to an obesogenic maternal diet on skeletal muscle tissue, focusing on changes in tissue composition, alterations in signaling pathways related to glucose and fatty acid metabolism, mitochondrial biogenesis, and oxidative phosphorylation.

Resumen La obesidad materna se ha descrito como una entidad clínica asociada con el aumento en la incidencia de enfermedades metabólicas en el producto de la gestación, lo que indica la existencia de un fenómeno de programación fetal que se lleva a cabo durante este periodo crítico del desarrollo. La exposición del feto a un ambiente obesogénico afecta múltiples órganos y tejidos, incluyendo el músculo esquelético, el cual es particularmente susceptible a estresores del ambiente externo. Diversos estudios han descrito alteraciones en la morfología y composición del tejido muscular esquelético secundarias a una exposición obesogénica in utero. Además, se han encontrado modificaciones en vías de señalización relacionadas al metabolismo de sustratos energéticos en los productos de madres con obesidad durante la gestación. En la presente revisión se aborda la evidencia actual que describe las consecuencias de la exposición fetal a una dieta materna obesogénica sobre el tejido muscular esquelético, con especial enfoque en los cambios en la composición del tejido, las alteraciones en las vías de señalización relacionadas con el metabolismo de la glucosa y los ácidos grasos, así como la biogénesis mitocondrial y la fosforilación oxidativa.

Effects of high-fat diet intake during perinatal period on reflex-ontogeny and intestinal morphometry of rat offspring

Reflex-ontogeny and intestinal morphometrics were evaluated in Wistar rats whose mothers were fed on a high-fat diet during the perinatal period. Male pups (n=52) formed four experimental groups: NN (pups from mothers with lab chow diet during gestation and lactation); NH (pups from mothers with lab chow diet during pregnancy and high-fat in lactation); HH (pups from mothers with high-fat diet during gestation and lactation); HN (pups from mothers with high-fat diet during pregnancy and lab chow in lactation). The reflex ontogeny, the maturation of physical characteristics and parameters of somatic growth were evaluated during lactation. In addition, the body mass index (BMI), the specific rate of weight gain (SRWG), the Lee index, the weight of the brain and intestinal parameters were analyzed after weaning. High-fat diet during pregnancy (HH and HN groups) delayed the maturation of reflexes and physical characteristics. The high-fat diet affected somatic growth differently, reducing somatic growth parameters in the groups NH and HH and increasing in the HN group. The highest SRWG was found in group HN. SRWG and BMI were reduced in the groups NH and HH. The relative intestinal weight was reduced in the groups NH, HH and HN. The relative length of small intestine was longer in group HN than in group NN. The total height of the mucosa and size of the villous were lower in group HH than in group NN. In conclusion, high-fat diet promoted negative consequences for the development of the nervous and enteric systems of the offspring(AU)

Ontogenia refleja y morfometría intestinal fueron evaluados en crías de ratas Wistar que fueron alimentadas con una dieta alta en grasas durante el período perinatal. Los descendientes machos (n = 52) formaron cuatro grupos experimentales: NN (hijos de madres que utilizaron alimentos de laboratorio durante la gestación y la lactancia); NH (hijos de madres que comieron dieta de laboratorio durante el embarazo y dieta con un alto contenido de grasas en la lactancia); HH (hijos de madres con una dieta alta en grasas durante el embarazo y la lactancia); HN (hijos de madres que comieron una dieta alta en grasas durante el embarazo y comida de laboratorio durante la lactancia). La ontogenia refleja, la maduración de las características físicas y los parámetros de crecimiento somático durante la lactancia fueron evaluados. Además, el índice de masa corporal (IMC), la tasa específica de aumento de peso (SRWG), el índice de Lee, el peso cerebral y los parámetros intestinales fueron analizados después del destete. La dieta alta en grasas durante el embarazo (grupos HH y HN) retrasó la maduración de reflejos y características físicas. La dieta alta en grasas afectó el crecimiento somático de manera diferente, reduciendo los parámetros de crecimiento somático en los grupos NH y HH y aumentando en el grupo HN. El SRWG más grande se encontró en el grupo HN. El SRWG y el IMC se redujeron en los grupos NH y HH. El peso relativo intestinal se redujo en los grupos NH, HH y HN. La longitud relativa del intestino delgado fue mayor en el grupo HN que en el grupo NN. La altura total de la mucosa y el tamaño de las vellosidades fueron menores en el grupo HH que en el grupo NN. En conclusión, la dieta alta en grasas tuvo consecuencias negativas para el desarrollo de los sistemas nervioso y entérico de la prole(AU)

Nutritional research and fetal programming: parental nutrition influences the structure and function of the organs / Investigación nutricional y programación fetal: la nutrición parental influye en la estructura y función de los órganos

SUMMARY: Rodents are animals extensively used in biomedical and nutrition research, a necessary step before the research in humans. The composition and type of administration of the experimental diets are relevant and should be thought, considering each type of animal used in the research. It is particularly important to consider, among others, the metabolic differences between species and food needs in macro- and micronutrients to avoid possible bias. The American Institute of Nutrition (AIN) made recommendations for rodents, adapted to the period of growth (AIN-93G), which are pivotal in fetal programming studies. The experiments can be compared among different studies and better translated into humans, considering these limitations in the nutrition of parents and offspring. The review addresses different compositions of experimental food for rodents during development with the ability to induce fetal programming in the offspring and chronic diseases in adulthood due to the nutrition of the mother and father. The 'developmental origins of health and disease' (DOHaD) concept due to maternal nutrition is commented considering the protein restriction, vitamin D restriction, obesity, and intake of fructose or fish-oil. The 'paternal origins of health and disease transmission' (POHaD), because of the nutritional state of the father, were also analyzed in the review, primarily considering the obesity of the father. The review proposes some diet compositions to experimental research considering varied nutritional situations, hoping to assist young researchers or researches not familiar with experimental diet manipulations in the elaboration of the projects.

RESUMEN: Los roedores son animales utilizados frecuentemente en la investigación biomédica y nutricional, un paso necesario antes de la investigación en humanos. La composición y el tipo de administración de las dietas experimentales son relevantes y se debe considerar cada tipo de animal utilizado en los estudios. Es particularmente importante considerar las diferencias metabólicas entre las especies y las necesidades alimentarias de macro y micronutrientes para evitar posibles sesgos. El Instituto Americano de Nutrición (AIN) estableció recomendaciones para los roedores, adaptadas al período de crecimiento (AIN-93G), que son fundamentales en los estudios de programación fetal. Los experimentos se pueden comparar entre diferentes estudios y aplicar en humanos, considerando estas limitaciones en la nutrición de padres e hijos. La revisión aborda diferentes composiciones de alimentos para estudios experimentales en roedores durante su desarrollo, con la capacidad de inducir programación fetal en la descendencia y enfermedades crónicas en la adultez, considerando la nutrición de los padres. El concepto de 'orígenes del desarrollo de la salud y la enfermedad' (DOHaD) debido a la nutrición materna se comenta considerando la restricción de proteínas, la restricción de vitamina D, la obesidad y la ingesta de fructosa o aceite de pescado. Los 'orígenes paternos de la salud y transmisión de enfermedades' (POHaD), debido al estado nutricional del padre, también fueron analizados considerando principalmente la obesidad del padre. La revisión propone algunas composiciones dietéticas a la investigación experimental considerando situaciones nutricionales variadas, con la esperanza de ayudar a jóvenes investigadores o investigadores no familiarizados con las manipulaciones experimentales de la dieta en la elaboración de los proyectos.

Efectos de una dieta con alto contenido de grasas sobre parámetros alimentarios y tejido adiposo blanco visceral de ratas Sprague Dawley / Effects of a high fat diet on dietary parameters and visceral white adipose tissue of Sprague Dawley rats

El incremento en las cifras de obesidad se debe esencialmente a factores de carácter ambiental asociados al consumo de alimentos con alto contenido de grasas saturadas. El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de una dieta alta en grasas sobre parámetros alimentarios y tejido adiposo blanco visceral. Se utilizaron ratas macho Sprague Dawley (n=10), divididas en dos grupos experimentales, el grupo control recibió dieta convencional (DC) y el grupo experimental una dieta alta en grasas (HFD), durante 10 semanas. Se determinó peso corporal, ingesta alimentaria, conversión alimenticia y características de tejido adiposo. El análisis de datos se realizó utilizando software IBM SPSS versión 21; tras evaluación de la normalidad de los datos, se aplicaron pruebas paramétricas T para muestras independientes y ANOVA de dos vías para medidas repetidas en uno de los factores, con ajuste Bonferroni. Se observó que el promedio de peso fue mayor en los animales alimentados con HFD, sin diferencia estadística respecto a DC, no obstante, existen diferencias significativas en el peso de las ratas alimentadas con HFD en distintos tiempos del protocolo, específicamente semanas 1, 5 y 10 (p<0,001). La ingesta alimentaria fue mayor en los animales alimentados con DC (p<0,005), sin embargo el consumo de energía fue mayor en aquellos alimentados con HFD (p=0,016), lo que derivó en una mayor conversión alimenticia (p<0,005). El promedio de diámetro teórico calculado de los adipocitos es estadísticamente mayor en grupo HFD (p<0,005), lo que se relaciona a la hipertrofia clásica generada tras un período de alimentación con elevado contenido de grasas. Conclusión: El protocolo permite establecer que efectivamente, dado la mayor densidad energética, HFD induce hipertrofia de los adipocitos, proceso característico de la obesidad.

The continued increase in obesity statistics is the result of environmental factors associated with the consumption of foods high in saturated fat. The objective of the work was to evaluate the effect of a high fat diet on food parameters and visceral white adipose tissue. in Male Sprague Dawley rats (n = 10) were used, divided into two experimental groups, the control group received conventional diet (DC) and the experimental group a high fat diet (HFD), for 10 weeks. Body weight, food intake, food conversion and adipose tissue characteristics were determined. Data analysis was performed using IBM SPSS version 21 software; after evaluating the normality of the data, parametric T tests were applied for independent samples and two-way ANOVA for repeated measurements in one of the factors, with Bonferroni adjustment. It was observed that the average weight was higher in animals fed with HFD, without statistical difference with respect to DC, however, there were significant differences in the weight of rats fed with HFD at different times of the protocol, specifically weeks 1.5 and 10 (p <0.001). Food intake was higher in animals fed DC (p <0.005), however the energy consumption was higher in those fed with HFD (p=0.016), which resulted in a higher feed conversion (p <0.005). The average theoretical diameter calculated for adipocytes is statistically higher in the HFD group (p <0.005), which is related to the classical hypertrophy generated after a period of feeding with high fat content. In conclusion, the protocol allows us to establish that, given the higher energy density, HFD induces adipocyte hypertrophy, a characteristic in the obesity process.

Ginger extract ameliorates renal damage in high fat diet-induced obesity in rats: biochemical and ultrastructural study / El extracto de jengibre mejora el daño renal en la obesidad inducida por la dieta alta en grasas en ratas: estudio bioquímico y ultraestructural

Obesity is a modifiable risk factor for the development and progression of kidney disease. Obesity may harm kidneys in individuals without hypertension, diabetes, or pre-existing renal disease. Ginger, Zingiber officinale, has many beneficial pharmaceutical benefits. This study aimed to evaluate the Zingiber officinale protective effect against obesity complications which induced by high fat diet and caused renal dysfunctions. The study period was two months, and the experimental animals' groups were four, 80 Wistar rats were appropriated similarly 20 animals/group: control group; ginger extract group (GE); high-fat diet (HFD); and GE+HFD group. Body and fat weight, creatinine, leptin, TNF-α, total antioxidants, renal histopathological and ultrastructure were investigated. Rats in group of HFD showed a significant increase (P<0.05) in the body and fat weights, creatinine, leptin and TNF-α, and significant decrease (P<0.05) in total antioxidants (TAS). Ginger administration significantly showed the protective restoring the altered parameters. Furthermore, rats co-treated with ginger extract improved the histopathological and ultrastructural renal injury induced by obesity. The study concluded that the ginger extract used could suppress and decrease the renal damage induced by high-fat diet as it possesses potential medicinal values.

La obesidad es un factor de riesgo modificable para el desarrollo y la progresión de la enfermedad renal. La obesidad puede dañar los riñones en personas sin hipertensión, diabetes o enfermedad renal preexistente. El jengibre, Zingiber officinale, tiene muchos beneficios farmacéuticos. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto protector de Zingiber officinale en las complicaciones de la obesidad inducida por una dieta alta en grasas y las enfermedad renal. El período de estudio fue de dos meses, y los grupos de animales experimentales fueron cuatro, se asignaron 80 ratas Wistar de manera similar, 20 animales por grupo: grupo de control; grupo de extracto de jengibre (GE); dieta alta en grasas (DAG); y el grupo GE + DAG. Se evaluó el peso corporal y la grasa, creatinina, leptina, TNF-α, antioxidantes totales, histopatología renal y ultraestructura. Las ratas en el grupo de DAG mostraron un aumento significativo (P<0,05) en el peso corporal y de grasa, creatinina, leptina y TNF-a, y una disminución significativa (P<0,05) en los antioxidantes totales. La administración de jengibre mostró una protección significativa restaurando los parámetros alterados. Además, las ratas tratadas conjuntamente con extracto de jengibre mejoraron la lesión renal histopatológica y ultraestructural inducida por la obesidad. El estudio concluyó que el extracto de jengibre podría suprimir y disminuir el daño renal inducido por la dieta alta en grasas, ya que posee potenciales valores medicinales.

Effects of high-fat diets on biochemical profiles and morpho- quantitative characteristics of C57BL/6 mice adrenal glands / Efectos de la dieta alta en grasa sobre el perfil bioquímico y las características morfo-cuantitativas de la glándula suprarrenal de ratón C57BL/6

According to the information provided by the World Health Organization (WHO), overweight and obesity are the fifth leading causes of death in the world. Due to the alarming increase of this disorder in recent years, studies have been carried out to evidence harmful effects on human or animal tissues. Our objective was to evaluate the morphological and physiological changes of C57BL/6 mice adrenal glands (AGs), associated with high fat diets (HFDs), we used 14 male mice, 5 months old, fed for 14 weeks according to two diets. The standard chow group (SC) was fed AIN-93M and the high fat group (HF) was fed AIN-93M-HF. At the end of the experiment, biometric analysis was performed and euthanasia was performed. Blood was then extracted for biochemical analysis and AGs were processed for mesoscopic, histological, morphometric and stereological studies. We used Student's t-test (p<0.05) for statistical analysis. SC group showed a lower weight (29.67±1.28 g) with respect to the HF group (38.46±4.68 g, p=0.002). COL-T, HDL-C, TG and CORT analysis revealed differences between SC group and HF (p≤0.001). Focally, in the fasciculate area, there was an increase in the core-cytoplasm ratio and a greater lipid vacuole presence and size. There was a significant reduction (p=0.001) in Vvfas=7.365±3.326 % of the HF group fasciculate area compared to SC group (Vvfas=9.619±4.548 %). Obesity induced by HF diets affects adrenal gland physiology and morphology of mice. Our results suggest that both the percentage of fat as well as the time of administration of the diet, produce a diurnal reduction of corticosterone, which could be due to an increase in the metabolic clearance of this hormone and not to the inhibition of the Hypothalamus-Pituitary-Adrenal (HPA) axis.

De acuerdo a la información entregada por la OMS, el sobrepeso y la obesidad son el quinto factor principal de riesgo de muerte en el mundo. Debido al aumento alarmante de este trastorno en los últimos años, estudios evidencian efectos perjudiciales sobre tejidos humanos y animales. Por lo tanto, nuestro objetivo fue evaluar los cambios morfo-fisiológicos de la glándula suprarrenal de ratones C57BL/6 asociado a dietas altas en grasas. Utilizamos 14 ratones machos, de 5 meses, alimentados por 14 semanas con dos dietas. Grupo dieta estándar (SC), alimentados con AIN-93M y grupo alto en grasa (HF), alimentado con AIN- 93M-HF. Al finalizar el experimento, se realizó el análisis biométrico y se efectuó la eutanasia. Posteriormente, se extrajo sangre para el análisis bioquímico y cada glándula suprarrenal fue procesada para el estudio mesoscópico, histológico, morfométrico y estereológico. Para el análisis estadístico se utilizó la prueba t de Student (p<0,05). El grupo SC mostró un menor peso (29,67±1,28 g) respecto al grupo HF (38,46±4,68 g; p=0,002). El análisis del COL-T, HDL-C, TG y CORT reveló diferencias entre el grupo SC y HF (p≤0,001). En la zona fasciculada, focalmente, se observó aumento en la relación núcleo-citoplasma y, mayor presencia y tamaño de vacuolas lipídicas. Hubo una reducción significativa (p=0,001) en VVfas=7,365±3,326 % de la zona fasciculada del grupo HF, en comparación al grupo SC (VVfas=9,619±4,548 %). La obesidad inducida por la dieta HF afecta la fisiología y morfología de la glándula suprarrenal de ratones alimentados con dietas altas en grasas. Nuestros resultados sugieren que tanto el porcentaje de grasa, así como el tiempo de administración de la dieta, producen una reducción diurna de la corticosterona, lo que podría ser debido a un aumento en el aclaramiento metabólico de esta hormona y no a la inhibición del eje Hipotálamo-Hipófisis-Adrenal.