GARCIA, Francisca Adilfa de Oliveira. Estudo dos possíveis mecanismos de ação hipoglicemiante da pentoxifilina no modelo de diabetes Mellitus induzido por aloxano em ratos. 2012. 164 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2012. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2013-10-15T13:20:40Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_faogarcia.pdf: 3124380 bytes, checksum: aa33347a85653dbedbe7dc2a98b49b01 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2013-10-15T13:27:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_faogarcia.pdf: 3124380 bytes, checksum: aa33347a85653dbedbe7dc2a98b49b01 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-15T13:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_faogarcia.pdf: 3124380 bytes, checksum: aa33347a85653dbedbe7dc2a98b49b01 (MD5) Previous issue date: 2012 / Pentoxifylline (PTX) is a non-selective inhibitor of phosphodiesterase with anti-inflammatory vascular and rheological properties. The drug can neutralize some of the changes seen in diabetes mellitus (DM), contributing to attenuate diabetes secondary complications as neuropathy, retinopathy and nephropathy. Considering PTX anti-inflammatory properties and the known involvement of inflammation with DM, we investigated its possible hypoglycemic and hypolipidemic effects in the model of alloxan-induced DM in rats. Pentoxifylline pilot studies in reduced plasma levels of glucose and triglycerides in animals with diabetes induced by alloxan at the doses of 5, 25, 50 and 100 mg/kg. Oral administration of the combination of PTX with glibenclamide (GLI), PTX5 + GLI2, caused significant reductions in plasma levels of glucose and triglycerides in the short and long term, indicating that the mechanism of action of PTX can be explained via K+ATP-dependent channels. The oral administration of the combination of pentoxifylline (PTX) with metformin (MET), PTX5+MET5, caused a reduction of only the long term hyperglycemia, suggesting that these two drugs do not share the same mechanism. PTX did not block the hyperglycemia induced by diazoxide (DZD), an antagonist of GLI, which inhibits insulin secretion by prolonging the opening time of the K+ATP-dependent-channel. This result suggests that other factors, in addition to the blockade of the K+ATP dependent channels, may be involved. The reduction in glycosylated hemoglobin (A1C), and fructosamine showed that treatment with the combination PTX5+GLI2 and PTX50, improved glycemia in the study, indicating that this drug can inhibit the development of macrovascular and microvascular injury resulting from DM. The PTX showed a marked anti-inflammatory effect, improving the general condition of rats subjected to acute inflammation models. PTX reduced significantly, the paw edema at doses of 50 and 100 mg / kg, However, the inflammatory profile in diabetic rats have a different pattern of that seen in non-diabetic rat, showing an amplification of the inflammatory process. We showed that the levels of TNF-α and IL-6 were significantly increased after the induction of paw edema in diabetic rats, but in the rats treated with PTX tissue levels of these cytokines were significantly lower, which indicating a clear anti-inflammatory action of PTX. PTX also showed a significant antioxidant effect reducing significantly the release of tissue and serum nitrite, acting favorably in the reduction of free radicals. The prolonged treatment with PTX was effective in maintaining the normal histological pattern of the pancreas, liver and kidneys in diabetic groups treated with PTX50 PTX5 + and GLI2, indicating a protective effect of PTX against alloxan-induced cytotoxicity. The hypoglycemic and hypotriglyceridemic effects of PTX, shown here, may correlate with its effect on oxidative stress and on low grade inflammation, making PTX an important candidate for the management of diabetes mellitus in the clinic. / A pentoxifilina (PTX) é um inibidor não-seletivo da fosfodiesterase, com ações antiinflamatórias vasculares e reológicas que podem neutralizar algumas das mudanças no diabetes mellitus (DM) que contribuem para amenizar os seus efeitos secundários como a neuropatia, a retinopatia e a nefropatia. Tendo em vista as propriedades antiinflamatórias da pentoxifilina e o envolvimento da inflamação com o DM, buscou-se investigar seus possíveis efeitos hipoglicemiante e hipolipemiante no modelo de DM induzido por aloxano em ratos. A pentoxifilina (PTX) em estudos pilotos apresentou efeito hipoglicemiante e reduziu os níveis de triglicerídeos em animais com diabetes induzidos por aloxano, nas doses 5, 25, 50 e 100 mg/Kg. A administração oral da associação de pentoxifilina (PTX) com glibenclamida (GLI), PTX5 + GLI2, causou reduções significativas nos níveis plasmáticos de glicose e triglicerídeos em curto e longo prazo, evidenciando que o mecanismo de ação da PTX pode ser explicado via canais de K+ATP-dependentes. A administração oral da associação de Pentoxifilina (PTX) com Metformina (MET), PTX5 + MET5, ocasionou uma redução da hiperglicemia apenas a longo prazo, sugerindo não compartilharem o mesmo mecanismo. A PTX não bloqueou a hiperglicemia induzida pelo Diazoxido (DZD), um antagonista da GLI, que inibe a secreção de insulina prolongando o tempo de abertura dos canais de K+ATP-dependentes, sugerindo que outros fatores, além do bloqueio de canais de K+-ATP dependentes, podem estar envolvidos. A redução nos valores de hemoglobina glicada (A1C) e de frutosamina mostraram que o tratamento com PTX50 e com a associação PTX5+GLI2 melhorou o controle glicêmico dos animais em estudo, indicando que esta droga pode inibir o desenvolvimento de lesões micro e macrovasculares advindas do DM. A PTX mostrou um marcante efeito antiinflamatório, melhorando o estado geral dos ratos em experimentação. Reduziu, de forma significativa, o edema de pata nas doses de 50 e 100 mg/Kg, todavia foi visto que o perfil inflamatório no rato diabético tem um padrão diferenciado do rato normal, evidenciando uma amplificação do processo inflamatório no rato diabético quando comparado ao rato normal. Foi visto ainda que os níveis de TNF-∝ e IL-6 aumentaram de modo significante após a indução do edema de pata nos ratos diabéticos, entretanto nos ratos tratados com PTX os níveis teciduais destas citocinas mostraram-se significativamente mais baixos, o que fala a favor de uma evidente ação antiinflamatória da PTX. A PTX mostrou também um importante efeito antioxidante reduzindo, de forma significativa, as liberações de nitrito tecidual e sérica, atuando favoravelmente na redução de radicais livres. O tratamento prolongado com PTX foi eficaz em manter o padrão normal do pâncreas, do fígado e dos rins nos grupos diabéticos tratados com PTX50 e com PTX5+GLI2, indicando uma ação protetora da PTX contra a citotoxicidade induzida pelo aloxano. Os efeitos hipoglicemiante e hipotrigliceridêmico da PTX, aqui demonstrados, podem está correlacionado com sua ação sobre o estresse oxidativo e sobre a low grade inflammation, o que torna a PTX um importante alvo terapêutico para o manejo do diabetes mellitus na clínica.

INTRODUÇÃO: A lesão de isquemia/reperfusão hepática ocorre durante cirurgias hepáticas de grande porte, transplante de fígado e no trauma abdominal. A lesão de isquemia/reperfusão hepática ocasiona lesões no fígado e pode desencadear uma síndrome inflamatória sistêmica com lesões de órgãos a distância. Estudos anteriores demonstraram que o diazóxido protege outros órgãos (coração, rins, cérebro) da lesão de isquemia/reperfusão destes órgãos. OBJETIVO: Investigar o efeito da administração do diazóxido na lesão de isquemia/reperfusão hepática. MÉTODOS: Ratos Wistar machos foram divididos em 3 grupos. Em 2 grupos, os animais foram submetidos à isquemia hepática parcial realizada por clampeamento do pedículo dos lobos mediano e lateral anterior esquerdo durante uma hora sob ventilação mecânica. Grupo Salina (n=26): ratos receberam solução salina e Grupo Diazóxido (n=26): ratos receberam diazóxido EV ( 3.5mg/kg ) 15 minutos antes da reperfusão hepática. No terceiro grupo, Grupo Controle (n = 22 ), os ratos foram submetidos apenas à anestesia e manipulação cirúrgica. Quatro e 24 horas após os procedimentos, amostras de sangue foram recolhidas para determinações de AST, ALT, TNF-alfa, IL-6, IL-10, de nitrito/nitrato, creatinina. Amostras teciduais do fígado foram analisadas para dosagem do malondialdeído (MDA), para o estudo das funções oxidativas e fosforilativas mitocondriais, e para a análise histológica. Pela coleta de tecido pulomonar, a permeabilidade vascular pulmonar e a atividade da mieloperoxidade (MPO) também foram determinados. RESULTADOS: Quatro horas após, a reperfusão o Grupo Diazóxido apresentou elevações de AST, ALT, TNF-alfa, IL-6, IL-10 e níveis séricos de nitrito/nitrato significativamente menores que o Grupo Controle (p < 0,05). Observou-se uma redução significativa da disfunção mitocondrial hepática no Grupo Diazóxido em comparação com o Grupo Controle (p < 0,05). Não foram observadas diferenças no conteúdo de MDA fígado, na creatinina sérica e na permeabilidade vascular pulmonar, e na atividade da MPO entre os grupos. Vinte e quatro horas após, a reperfusão o Grupo Diazóxido registrou uma redução de AST, ALT quando comparado ao Grupo Controle (p < 0,05). CONCLUSÃO: O Diazóxido mantém a função mitocondrial do fígado, aumenta a tolerância fígado à lesão de Isquemia/Reperfusão e reduz a resposta inflamatória sistêmica. Esses efeitos requerem comprovações adicionais para o uso na prática clínica / INTRODUCTION: Significant liver ischemia/reperfusion injury can occur during hepatic surgeries, liver transplantation and abdominal trauma. Hepatic ischemia/reperfusion can trigger a local and systemic inflammatory syndrome. Previous studies have shown that diazoxide protects other organs (heart, kidneys, brain) from ischemia/reperfusion injury. AIM: To investigate the effect of diazoxide administration on liver ischemic/reperfusion injury. METHODS: Wistar male rats were divided into 3 groups. In two groups the rats underwent partial liver ischemia performed by clamping the pedicle from medium and left anterior lateral segments during an hour under mechanical ventilation. Saline Group (n=26): rats received saline and Diazoxide Group (n=26): rats received IV diazoxide (3.5mg/kg) 15 minutes before liver reperfusion. The third group, the Control Group (n=22) the rats underwent only anesthesia and surgical manipulation. Four and 24 hours after the procedure blood were collected for determinations of AST, ALT, TNF-alfa, IL-6, IL-10, nitrite/nitrate, creatinine. Liver tissues were assembled for mitochondrial oxidation and phosphorylation, malondialdehyde (MDA) content, and histologic analysis. Pulmonary vascular permeability and myeloperoxidade (MPO) were also determined. RESULTS: Four hours after reperfusion Diazoxide Group presented elevation of AST, ALT, TNF-alfa, IL-6, IL-10 and nitrite/nitrate serum levels significantly lower than Control Group (p < 0.05). A significant reduction on liver mitochondrial dysfunction were observed in Diazoxide Group compared to Control Group (p < 0.05). No differences in liver MDA content,serum creatinine and in pulmonary vascular permeability and MPO activity were observed between groups. Twenty four hours after reperfusion Diazoxide Group showed a reduction of AST, ALT and TGF?1 serum levels when compared to Control group (p < 0.05). CONCLUSION: Diazoxide maintains liver mitochondrial function, increases liver tolerance to I/R injury, and reduces systemic inflammatory response. These effects require further evaluations for using in a clinical setting

INTRODUÇÃO: A lesão de isquemia/reperfusão hepática ocorre durante cirurgias hepáticas de grande porte, transplante de fígado e no trauma abdominal. A lesão de isquemia/reperfusão hepática ocasiona lesões no fígado e pode desencadear uma síndrome inflamatória sistêmica com lesões de órgãos a distância. Estudos anteriores demonstraram que o diazóxido protege outros órgãos (coração, rins, cérebro) da lesão de isquemia/reperfusão destes órgãos. OBJETIVO: Investigar o efeito da administração do diazóxido na lesão de isquemia/reperfusão hepática. MÉTODOS: Ratos Wistar machos foram divididos em 3 grupos. Em 2 grupos, os animais foram submetidos à isquemia hepática parcial realizada por clampeamento do pedículo dos lobos mediano e lateral anterior esquerdo durante uma hora sob ventilação mecânica. Grupo Salina (n=26): ratos receberam solução salina e Grupo Diazóxido (n=26): ratos receberam diazóxido EV ( 3.5mg/kg ) 15 minutos antes da reperfusão hepática. No terceiro grupo, Grupo Controle (n = 22 ), os ratos foram submetidos apenas à anestesia e manipulação cirúrgica. Quatro e 24 horas após os procedimentos, amostras de sangue foram recolhidas para determinações de AST, ALT, TNF-alfa, IL-6, IL-10, de nitrito/nitrato, creatinina. Amostras teciduais do fígado foram analisadas para dosagem do malondialdeído (MDA), para o estudo das funções oxidativas e fosforilativas mitocondriais, e para a análise histológica. Pela coleta de tecido pulomonar, a permeabilidade vascular pulmonar e a atividade da mieloperoxidade (MPO) também foram determinados. RESULTADOS: Quatro horas após, a reperfusão o Grupo Diazóxido apresentou elevações de AST, ALT, TNF-alfa, IL-6, IL-10 e níveis séricos de nitrito/nitrato significativamente menores que o Grupo Controle (p < 0,05). Observou-se uma redução significativa da disfunção mitocondrial hepática no Grupo Diazóxido em comparação com o Grupo Controle (p < 0,05). Não foram observadas diferenças no conteúdo de MDA fígado, na creatinina sérica e na permeabilidade vascular pulmonar, e na atividade da MPO entre os grupos. Vinte e quatro horas após, a reperfusão o Grupo Diazóxido registrou uma redução de AST, ALT quando comparado ao Grupo Controle (p < 0,05). CONCLUSÃO: O Diazóxido mantém a função mitocondrial do fígado, aumenta a tolerância fígado à lesão de Isquemia/Reperfusão e reduz a resposta inflamatória sistêmica. Esses efeitos requerem comprovações adicionais para o uso na prática clínica / INTRODUCTION: Significant liver ischemia/reperfusion injury can occur during hepatic surgeries, liver transplantation and abdominal trauma. Hepatic ischemia/reperfusion can trigger a local and systemic inflammatory syndrome. Previous studies have shown that diazoxide protects other organs (heart, kidneys, brain) from ischemia/reperfusion injury. AIM: To investigate the effect of diazoxide administration on liver ischemic/reperfusion injury. METHODS: Wistar male rats were divided into 3 groups. In two groups the rats underwent partial liver ischemia performed by clamping the pedicle from medium and left anterior lateral segments during an hour under mechanical ventilation. Saline Group (n=26): rats received saline and Diazoxide Group (n=26): rats received IV diazoxide (3.5mg/kg) 15 minutes before liver reperfusion. The third group, the Control Group (n=22) the rats underwent only anesthesia and surgical manipulation. Four and 24 hours after the procedure blood were collected for determinations of AST, ALT, TNF-alfa, IL-6, IL-10, nitrite/nitrate, creatinine. Liver tissues were assembled for mitochondrial oxidation and phosphorylation, malondialdehyde (MDA) content, and histologic analysis. Pulmonary vascular permeability and myeloperoxidade (MPO) were also determined. RESULTS: Four hours after reperfusion Diazoxide Group presented elevation of AST, ALT, TNF-alfa, IL-6, IL-10 and nitrite/nitrate serum levels significantly lower than Control Group (p < 0.05). A significant reduction on liver mitochondrial dysfunction were observed in Diazoxide Group compared to Control Group (p < 0.05). No differences in liver MDA content,serum creatinine and in pulmonary vascular permeability and MPO activity were observed between groups. Twenty four hours after reperfusion Diazoxide Group showed a reduction of AST, ALT and TGF?1 serum levels when compared to Control group (p < 0.05). CONCLUSION: Diazoxide maintains liver mitochondrial function, increases liver tolerance to I/R injury, and reduces systemic inflammatory response. These effects require further evaluations for using in a clinical setting

INTRODUÇÃO: Isquemia e reperfusão (I/R) intestinal podem ocorrer em cirurgias vasculares e abdominais, trauma, choque, grandes queimados e transplante intestinal. O órgão funciona como barreira contra agressores externos, e uma vez lesionado, sofre aumento da permeabilidade, que permite a passagem de mediadores inflamatórios e bactérias, causando sepse, inflamação sistêmica e disfunção de múltiplos órgãos, que é a maior causa de morte em unidades de terapia intensiva cirúrgica. O diazóxido tem mecanismo de ação semelhante ao pré-condicionamento isquêmico, e demonstrou proteção em I/R de diversos órgãos. De forma semelhante, em cenário de isquemia e reperfusão intestinal, supomos que ele desempenharia função protetora no intestino, através do pré-condicionamento farmacológico, e em órgãos distantes, exercendo o pré-condicionamento remoto. OBJETIVOS: Avaliar os efeitos do diazóxido em intestino, fígado e coração de ratos submetidos a uma hora de isquemia e doze horas de reperfusão intestinal. MÉTODOS: 32 ratos machos Wistar divididos em três grupos, Sham (n=6); Salina (n=13) submetido a uma hora de isquemia e doze horas de reperfusão intestinal, tendo recebido soro fisiológico; Diazóxido (n=13) submetido a I/R e diazóxido. O modelo de I/R incluiu laparotomia mediana e clampeamento da artéria mesentérica superior. No soro, estudamos citocinas, AST, ALT, troponina e IFABP. Em amostras de intestino e fígado, quantificamos a expressão gênica de citocinas e COX-2. No intestino foi estudada ainda a expressão de proteínas ligadas a barreira intestinal (tight junctions): ZO-1, ocludina e JAM-A. Realizamos preparações histológicas em hematoxiina e eosina de intestino, fígado e coração. RESULTADOS: Evidenciamos redução de expressão de IL-6 intestinal, redução de IL-10 hepática, além de menor expressão de COX-2 intestinal e de ZO-1. IL-6 tem níveis associados a dano da barreira intestinal, assim como COX-2. A menor expressão de ZO-1 indica menor esforço de reparação, proporcional ao grau de lesão em modelos não letais de dano tecidual. CONCLUSÃO: O diazóxido exerce efeito protetor sobre o intestino de ratos após uma hora de isquemia e doze horas de reperfusão, porém não foi possível demonstrar efeito protetor sobre fígado ou coração / INTRODUCTION: Intestinal ischemia and reperfusion can occur in great vascular and abdominal surgeries, trauma, shock, great burns and intestinal transplantation. Since the organ works as a barrier against external threats, and once damaged, permeability increases, which permits passage of bacteria and inflammatory mediators, causing sepsis, systemic inflammation and multiple organ dysfunction, the greatest death cause in surgical intensive care units. Diazoxide has similar mechanisms to ischemic preconditioning, and proved benefit during I/R in several tissues. Similarly, in an intestinal ischemia-reperfusion situation, we suppose it can protect intestine with pharmacological preconditioning, and remote organs, with remote preconditioning. OBJECTIVE: To evaluate diazoxide effects over intestine, liver and heart of rats submitted to one-hour ischemia and twelve-hour reperfusion of intestine. METHODS: 32 male Wistar rats divided in three groups, Sham (n=6); Saline (n=13) submitted to one hour of intestinal ischemia and 12 hours of reperfusion and 0.9% saline; Diazoxide (n=13), submitted I/R and diazoxide. I/R model included median laparotomy and superior mesenteric artery clamping. In blood, we studied cytokines, TGO, TGP, troponin and IFABP. In intestine and liver, we quantified genic expression. Of cytokines and COX-2. In intestine, we also studied expression of tight junctions proteins. Also, histologic analysis in hematoxilin-eosin for intestine, liver and heart. RESULTS: We found lower expression of intestinal IL-6, hepatic IL-10, and lower levels of intestinal COX-2 and ZO-1. IL-6 high levels are associated with intestinal barrier lesion, as for COX-2. Lower levels of ZO-1 correlate with minor repair effort, proportional to lesion grade in non-letal models of damage. CONCLUSION: Diazoxide exerts protective effect over intestine of rats submitted to one hour of ischemia and twelve hours of intestinal reperfusion, but no effect was demonstrated over liver and heart

INTRODUÇÃO: Isquemia e reperfusão (I/R) intestinal podem ocorrer em cirurgias vasculares e abdominais, trauma, choque, grandes queimados e transplante intestinal. O órgão funciona como barreira contra agressores externos, e uma vez lesionado, sofre aumento da permeabilidade, que permite a passagem de mediadores inflamatórios e bactérias, causando sepse, inflamação sistêmica e disfunção de múltiplos órgãos, que é a maior causa de morte em unidades de terapia intensiva cirúrgica. O diazóxido tem mecanismo de ação semelhante ao pré-condicionamento isquêmico, e demonstrou proteção em I/R de diversos órgãos. De forma semelhante, em cenário de isquemia e reperfusão intestinal, supomos que ele desempenharia função protetora no intestino, através do pré-condicionamento farmacológico, e em órgãos distantes, exercendo o pré-condicionamento remoto. OBJETIVOS: Avaliar os efeitos do diazóxido em intestino, fígado e coração de ratos submetidos a uma hora de isquemia e doze horas de reperfusão intestinal. MÉTODOS: 32 ratos machos Wistar divididos em três grupos, Sham (n=6); Salina (n=13) submetido a uma hora de isquemia e doze horas de reperfusão intestinal, tendo recebido soro fisiológico; Diazóxido (n=13) submetido a I/R e diazóxido. O modelo de I/R incluiu laparotomia mediana e clampeamento da artéria mesentérica superior. No soro, estudamos citocinas, AST, ALT, troponina e IFABP. Em amostras de intestino e fígado, quantificamos a expressão gênica de citocinas e COX-2. No intestino foi estudada ainda a expressão de proteínas ligadas a barreira intestinal (tight junctions): ZO-1, ocludina e JAM-A. Realizamos preparações histológicas em hematoxiina e eosina de intestino, fígado e coração. RESULTADOS: Evidenciamos redução de expressão de IL-6 intestinal, redução de IL-10 hepática, além de menor expressão de COX-2 intestinal e de ZO-1. IL-6 tem níveis associados a dano da barreira intestinal, assim como COX-2. A menor expressão de ZO-1 indica menor esforço de reparação, proporcional ao grau de lesão em modelos não letais de dano tecidual. CONCLUSÃO: O diazóxido exerce efeito protetor sobre o intestino de ratos após uma hora de isquemia e doze horas de reperfusão, porém não foi possível demonstrar efeito protetor sobre fígado ou coração / INTRODUCTION: Intestinal ischemia and reperfusion can occur in great vascular and abdominal surgeries, trauma, shock, great burns and intestinal transplantation. Since the organ works as a barrier against external threats, and once damaged, permeability increases, which permits passage of bacteria and inflammatory mediators, causing sepsis, systemic inflammation and multiple organ dysfunction, the greatest death cause in surgical intensive care units. Diazoxide has similar mechanisms to ischemic preconditioning, and proved benefit during I/R in several tissues. Similarly, in an intestinal ischemia-reperfusion situation, we suppose it can protect intestine with pharmacological preconditioning, and remote organs, with remote preconditioning. OBJECTIVE: To evaluate diazoxide effects over intestine, liver and heart of rats submitted to one-hour ischemia and twelve-hour reperfusion of intestine. METHODS: 32 male Wistar rats divided in three groups, Sham (n=6); Saline (n=13) submitted to one hour of intestinal ischemia and 12 hours of reperfusion and 0.9% saline; Diazoxide (n=13), submitted I/R and diazoxide. I/R model included median laparotomy and superior mesenteric artery clamping. In blood, we studied cytokines, TGO, TGP, troponin and IFABP. In intestine and liver, we quantified genic expression. Of cytokines and COX-2. In intestine, we also studied expression of tight junctions proteins. Also, histologic analysis in hematoxilin-eosin for intestine, liver and heart. RESULTS: We found lower expression of intestinal IL-6, hepatic IL-10, and lower levels of intestinal COX-2 and ZO-1. IL-6 high levels are associated with intestinal barrier lesion, as for COX-2. Lower levels of ZO-1 correlate with minor repair effort, proportional to lesion grade in non-letal models of damage. CONCLUSION: Diazoxide exerts protective effect over intestine of rats submitted to one hour of ischemia and twelve hours of intestinal reperfusion, but no effect was demonstrated over liver and heart