Postnatal Programming of Glucocorticoid Metabolism in Rats Modulates High-Fat Diet–Induced Regulation of Visceral Adipose Tissue Glucocorticoid Exposure and Sensitivity and Adiponectin and Proinflammatory Adipokines Gene Expression in Adulthood

Abstract

OBJECTIVE-Alterations of the perinatal environment, which lead to increased prevalence of the metabolic syndrome in adulthood, program an upregulation of systemic and/or adipose tissue glucocorticoid metabolism (11␤-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 [11␤-HSD-1]-induced corticosterone reactivation). We hypothesized that postnatal programming could modulate high-fat diet-induced adipose tissue dysregulation in adulthood. RESEARCH DESIGN AND METHODS-We compared the effects of chronic (since weaning) high-or low-fat diet in postnatally normofed (control) or overfed (programmed) rats. RESULTS-Postnatal programming accentuated high-fat dietinduced overweight, insulin resistance, glucose intolerance, and decrease in circulating and epididymal adipose tissue adiponectin. Neither manipulation altered liver function. Postnatal programming or high-fat diet increased systemic corticosterone production, which was not further modified when both manipulations were associated. Postnatal programming suppressed high-fat diet-induced decrease in mesenteric adipose tissue (MAT) glucocorticoid sensitivity and triggered high-fat dietinduced increase in MAT glucocorticoid exposure, subsequent to enhanced MAT 11␤-HSD-1 gene expression. MAT tumor necrosis factor (TNF)-␣, TNF-receptor 1, interleukin (IL)-6, resistin, and plasminogen activator inhibitor-1 mRNAs were not changed by high-fat feeding in control rats and showed a large increase in programmed animals, with this effect further enhanced by highfat diet for TNF-␣ and IL-6. CONCLUSIONS-Our data show for the first time that postnatal manipulation programs high-fat diet-induced upregulation of MAT glucocorticoid exposure, sensitivity, and inflammatory status and therefore reveal the pivotal role of the environment during the perinatal period on the development of diet-induced adipose tissue dysregulation in adulthood. They also urge the need for clinical trials with specific 11␤-HSD-1 inhibitors. Diabetes 57:669-677, 2008

Maternal tobacco smoke increased visceral adiposity and serum corticosterone levels in adult male rat offspring

“…Increased visceral adiposity and unchanged visceral adipocyte size indicate that the VAT depot increased by increasing the total number of adipocytes. In animal models of chronic glucocorticoid exposure, chronic glucocorticoid exposure increased the total number of adipocytes in VAT when the whole VAT depot was examined (31). However, chronic glucocorticoid exposure did not change adipocyte size and decreased VAT GR in male rats with increased adiposity (31).…”

Malnutrition périnatale et programmation métabolique

“…L'expansion du tissu adipeux blanc, pré-requis de l'obésité, dépend de deux mécanismes : (1) l'adipogenèse, un processus par lequel des préadipocytes se différencient, à partir de L'activité du système nerveux sympathique du tissu adipeux est programmée chez la descendance Chez les rongeurs, la descendance de mères ayant subi une dénutrition périnatale présente un retard de diffé-renciation des adipocytes du tissu adipeux blanc, favorisant l'apparition d'adipocytes beiges et promouvant présente une activation de l'adipogenèse et de la lipogenèse conduisant à l'hypertrophie de leurs adipocytes [4,5]. Une surnutrition pendant la période de lactation (par modification de la composition ou de la quantité du lait) et/ou après le sevrage exacerbe l'adiposité à l'âge adulte, illustrant ainsi les effets délétères d'une croissance post-natale accélérée [6]. Ces mécanismes sont dus à une augmentation des glucocorticoïdes circulants et/ou une augmentation de l'enzyme 11 -HSD1 (11 -hydroxystéroïde déhydrogénase type 1) qui amplifie l'action locale des glucocorticoïdes, en convertissant les métabolites inactifs (11-déhydrocorticostérone, 11DHC) en corticostérone biologiquement active (chez les rongeurs), ou la cortisone inactive en cortisol active (chez l'homme).…”

“…Au contraire, la descendance de mères obèses présente, elle, une modification de l'activité transcriptionnelle de facteurs adipogéniques (C/EBP , PPAR ) et de la leptine, qui est associée à des changements du niveau de méthylation des îlots CpG 2 de séquences régulant l'expression des gènes, et de marques d'histones pertinentes [6,12].…”

“…Cet état pro-inflammatoire participerait à la mise en place d'une résistance à l'insuline avant même l'établissement d'une obésité avérée [6].…”

“…Une augmentation de la sensibilité du tissu adipeux blanc aux glucocorticoïdes, qui sont des facteurs adipogéniques liés aux réponses au stress, est également observée chez cette descendance, renforçant ainsi l'idée qu'une mauvaise adaptation au stress pourrait promouvoir l'obésité [6] (Figure 1). …”