Gender differences in the modulation of cardiac gene expression by dietary conjugated linoleic acid isomers

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Abstract

In an earlier study, we showed that dietary conjugated linoleic acid (CLA) isomers can exert differential effects on heart function in male and female rats, but the underlying mechanisms for these actions are not known. Cardiomyocyte Ca2+ cycling is a key event in normal cardiac contractile function and defects in Ca2+ cycling are associated with cardiac dysfunction and heart disease. We therefore hypothesized that abnormalities in the sarcolemmal (SL) and sarcoplasmic reticulum (SR)-mediated regulation of intracellular Ca2+ contribute to altered cardiac contractile function of male and female rats owing to dietary CLA isomers. Healthy male and female Sprague–Dawley rats were fed different CLA isomers, (cis-9, trans-11 (c9,t11) and trans-10, cis-12 (t10,c12)) individually and in combination (50:50 mix as triglyceride or fatty acids) from 4 to 20 weeks of age. We determined the mRNA levels of sarcoplasmic/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase (SERCA) 2a, ryanodine receptor, phospholamban, calsequestrin, Na+–Ca2+-exchanger (NCX), and L-type Ca2+ channel in the left ventricle (LV) by RT-PCR. The SR function was assessed by measurement of Ca2+-uptake and -release. Significant gender differences were seen in the LV NCX, L-type Ca2+ channel, and ryanodine receptor mRNA expression levels in control male and female rats. Dietary CLA isomers in the various forms induced changes in the mRNA levels of SERCA 2a, NCX, and L-type Ca2+ channel in the LV of both male and female hearts. Whereas protein contents of the Ca2+ cycling proteins were altered, changes in SR Ca2+-uptake and -release were also detected in both male and female rats in response to dietary CLA. The results of this study demonstrate that long-term dietary supplementation can modulate cardiac gene expression and SR function in a gender-related manner and may, in part, contribute to altered cardiac contractility.

Dans une étude antérieure, nous avons montré que les isomères de l'acide linoléique conjugué (ALC) alimentaire ont des effets différents sur la fonction cardiaque des rats mâles et femelles, mais nous ignorons les mécanismes de ces actions. Le cycle du Ca2+ dans les cardiomyocytes est un événement important de la fonction contractile cardiaque normale et les anomalies du cycle du Ca2+ sont associées à une dysfonction cardiaque et à la maladie cardiaque. Ainsi, nous avons émis l'hypothèse que des altérations de la régulation du Ca2+ intracellulaire véhiculées par le réticulum sarcolemmique (SL) et sarcoplasmique (RS) contribuent à la modification de la fonction contractile cardiaque des rats mâles et femelles par l'intermédiaire des isomères de l'ALC alimentaire. Nous avons nourri des rats Sprague–Dawley mâles et femelles en santé avec différents isomères de l'acide linoléique conjugué (ALC), (cis-9, trans-11 (c9,t11) et trans-10, cis-12 (t10,c12)) de façon individuelle ou en association (mélange 50:50 sous forme de triglycérides ou d'acides gras) entre l'âge de 4 et 20 semaines. Nous avons déterminé les taux d'ARNm de SERCA 2a, du récepteur de la ryanodine (RyR), du phospholamban (PLB), de la calsequestrine (CsQ), de l'échangeur Na+–Ca2+ (NCX) et du canal Ca2+ de type L dans le ventriculaire gauche (VG) par RT-PCR. Nous avons évalué la fonction du RS en mesurant la capture et la libération du Ca2+. Nous avons observé des différences significatives en fonction du sexe dans les taux d'expression de l'ARNm du NCX, du canal Ca2+ de type L et du RyR du VG des rats mâles et femelles témoins. Les isomères de l'ALC alimentaire des diverses formes ont induit des modifications dans les taux d'ARNm de SERCA 2a, du NCX et du canal Ca2+ de type L dans le VG des coeurs mâles et femelles. Les taux des protéines du cycle du Ca2 ont été modifiés, mais des modifications de la capture et de la libération du Ca2+ du RS ont aussi été détectées chez les rats mâles et femelles en réponse à l'ALC alimentaire. Les résultats de cette étude démontrent qu'une supplémentation alimentaire de longue durée pourrait moduler l'expression du gène cardiaque et la fonction du RS en fonction du sexe et contribuer en partie à la modification de la contractilité cardiaque.

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