Valulazione delle modifiche nell'attività degli enzimi antiossidanti epatici causate dall'obesità genetica

Obesity is a multifactorial metabolic disease strongly linked to chronic low-grade inflammation, oxidative stress, and hepatic dysfunction. The liver, due to its central role in lipid and glucose metabolism, is particularly vulnerable to obesity-induced oxidative damage. Antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathione peroxidase (GPx) play a crucial role in maintaining hepatic redox balance. Identifying interventions that restore these defenses is essential for preventing metabolic complications. This thesis investigates the effects of obesity, exercise, and nutraceutical supplementation on liver antioxidant enzyme activity in Zucker rats, a well-established model of genetic obesity. Animals were divided into four groups: lean sedentary, obese sedentary, obese treated with exercise, and obese treated with nutraceutical plus exercise. The nutraceutical is developed from the valorization of waste derived from fruit and vegetable crops. The study assessed anthropometric parameters (Lee Index, liver weight), hepatic lipid accumulation, and enzymatic activities related to oxidative stress, catalase and total superoxide dismutase. The experimental design aims to disentangle the impact of obesity on liver redox status and evaluate whether exercise only and the nutraceutical and exercise intervention have beneficial effects in the treatment of genetic obesity. The results confirmed that obesity induced significant hepatic alterations, including increased liver weight and fat accumulation, along with impaired redox homeostasis. Exercise training significantly improved catalase activity and partially enhanced SOD responses, while also reducing hepatic lipid accumulation. The combined nutraceutical–exercise intervention produced further reductions in liver weight and steatosis, but its effect on antioxidant enzymes was less evident. Overall, these findings highlight exercise as a primary driver of hepatic redox improvement, with nutraceutical supplementation showing additional benefits mainly in lipid regulation.

L’obesità è una malattia metabolica multifattoriale fortemente associata a infiammazione cronica di basso grado, stress ossidativo e disfunzione epatica. Il fegato, per il suo ruolo centrale nel metabolismo dei lipidi e del glucosio, risulta particolarmente vulnerabile ai danni ossidativi indotti dall’obesità. Enzimi antiossidanti come la superossido dismutasi (SOD), la catalasi (CAT) e la glutatione perossidasi (GPx) svolgono un ruolo cruciale nel mantenimento dell’equilibrio redox epatico. Identificare interventi in grado di ripristinare queste difese è essenziale per prevenire le complicanze metaboliche. La presente tesi indaga gli effetti dell’obesità, dell’esercizio fisico e della supplementazione con un nutraceutico sull’attività degli enzimi antiossidanti epatici in ratti Zucker, un modello di obesità genetica. Gli animali sono stati suddivisi in quattro gruppi: magri sedentari, obesi sedentari, obesi trattati con esercizio fisico e obesi trattati con nutraceutico associato a esercizio fisico. Il nutraceutico è stato sviluppato valorizzando scarti derivanti da colture di frutta e verdura. Lo studio ha valutato parametri antropometrici (Lee Index, peso del fegato), l’accumulo lipidico epatico e le attività enzimatiche correlate allo stress ossidativo, in particolare la catalasi e la superossido dismutasi totale (t-SOD). Il disegno sperimentale mirava a distinguere l’impatto dell’obesità sullo stato redox epatico e a valutare se l’esercizio fisico da solo o in combinazione con il nutraceutico potessero esercitare effetti benefici nel trattamento dell’obesità genetica. I risultati hanno confermato che l’obesità induce alterazioni epatiche significative, tra cui l’aumento del peso del fegato e dell’accumulo di grasso, insieme a un deterioramento dell’omeostasi redox. L’allenamento fisico ha determinato un significativo miglioramento dell’attività della catalasi e un parziale incremento della risposta della t-SOD, oltre a ridurre l’accumulo lipidico epatico. L’intervento combinato nutraceutico–esercizio ha prodotto ulteriori riduzioni del peso e della steatosi epatica, ma il suo effetto sugli enzimi antiossidanti è risultato meno evidente. Nel complesso, questi risultati evidenziano l’esercizio fisico come il principale fattore di miglioramento dello stato redox epatico, mentre la supplementazione nutraceutica mostra benefici aggiuntivi soprattutto nella regolazione lipidica.