Crosstalk between perivascular adipose tissue and blood vessels in obesity and type 2 diabetes

Abstract

Diabetes mellitus (DM) is a metabolic pathology with increasing prevalence in the western society. DM is characterized by hyperglycemia resulting from defects in insulin secretion or action, or both. Therefore, chronic hyperglycemia is, in long-term, associated with damage, dysfunction and failure of various organs. Diabetes is closely linked to endothelial dysfunction, atherosclerosis, dyslipidemia and obesity. Insulin resistance, which accompanies obesity and type 2 diabetes, is a condition in which cells are resistant to insulin action and are unable to absorb glucose from the bloodstream and, thus, lead to hyperglycemia.Over the last years, perivascular adipose tissue (PVAT) has emerged as an active component of the blood vessel wall, with endocrine and paracrine functions, that regulates vascular homeostasis and that plays a role on the pathogenesis of cardiovascular diseases. In physiological conditions, this tissue synthetizes a variety of adipokines that contribute to regulation of vascular tone and local inflammation, due to the balance between nitric oxide and endothelin-1. On the other hand, in vascular pathologies, PVAT increases in volume, becomes dysfunctional and leads to a series of physiological complications.This work utilizes two different models with expectations to bring new insights on the field. These two models were used to study the impact of western hypercaloric diets (high-fat diet and fat diet with methylglyoxal) on PVAT and endothelial function. The first animal model evaluates the impact of type 2 diabetes on PVAT and its vascular implications. The second model allows an assessment of a diet rich in fat and methylglyoxal in PVAT to study its vascular outcome. In fact, our results suggest that the fat diet alone induces not only insulin resistance, but also a considerable degree of PVAT dysfunction. Surprisingly, we showed some similarity between the models in terms of the loss of the anticontractile effect of perivascular adipose tissue.

A diabetes mellitus (DM) é uma patologia metabólica com uma prevalência crescente na sociedade ocidental. A DM é caracterizada por hiperglicémia resultante de defeitos na secreção ou ação de insulina, ou ambos. Por conseguinte, a hiperglicémia crónica está associada, a longo prazo, a danos, disfunção e falha de vários órgãos. A diabetes encontra-se intimamente associada a disfunção endotelial, aterosclerose, dislipidemia e obesidade. A resistência à insulina, que acompanha a obesidade e a diabetes tipo 2, é uma condição na qual as células apresentam resistência à ação da insulina e não são capazes de absorver glicose da corrente sanguínea que, desta forma, conduz a hiperglicémia.Nos últimos anos, o tecido adiposo perivascular (do inglês, PVAT) tem captado a atenção da comunidade científica devido às suas funções endócrinas e parácrinas como constituinte da parede dos vasos sanguíneos. Desempenha, ainda, um papel fundamental no desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Em condições fisiológicas, este tecido sintetiza uma série de moléculas que contribuem para a regulação do tónus vascular e da inflamação local, devido ao equilíbrio entre substâncias vasodilatadoras, como o óxido nítrico, e vasoconstritoras, como a endotelina-1. Por outro lado, em situações patológicas, o PVAT aumenta de volume, torna-se disfuncional e leva a várias complicações micro e macrovasculares.Este trabalho utiliza dois modelos animais diferentes, com o propósito de estudar o impacto de dietas ocidentais hipercalóricas (dieta rica em gordura e dieta gorda com metilglioxal) no PVAT e avaliar a disfunção endotelial associada. O primeiro modelo animal estuda o impacto da diabetes tipo 2 no PVAT e suas implicações vasculares. O segundo modelo permite fazer uma avaliação de uma dieta rica em gordura com metilglioxal no PVAT e estudar o seu impacto vascular. De facto, os nossos resultados sugerem que a dieta gorda, por si só, induz não só insulinorresistência, como também um grau de disfunção do PVAT bastante considerável. Surpreendentemente, mostrámos alguma similaridade entre os modelos em termos da perda do efeito anticontrátil do tecido adiposo perivascular.