A disponibilidade de beta-alanina é o fator limitante para a síntese intramuscular de carnosina. Dessa maneira, aumentar a disponibilidade de beta-alanina para o músculo esquelético é a estratégia mais eficaz para aumentar o conteúdo de carnosina muscular. Postula-se que o transportador de beta-alanina (TauT) possa ser estimulado pela insulina. Para testar essa hipótese, examinamos se a captação de beta-alanina pelo músculo esquelético de humanos é influenciada pela hiperinsulinemia, controlando as concentrações de insulina e beta-alanina no plasma através de infusão intravenosa aguda de beta-alanina. Realizamos um estudo crossover e contrabalanceado em 12 homens jovens e saudáveis (27,5±5,1 anos). Os participantes compareceram ao laboratório em duas ocasiões separadas por 10 semanas de whashout. A beta-alanina foi infundida por via intravenosa em ambos os ensaios por 150 min a uma taxa de 0,11 g.kg.min-1. Em um ensaio, a técnica de clamp euglicêmico hiperinsulinêmico foi usada para obtermos concentrações elevadas de insulina (AI), enquanto que no outro ensaio, foram mantidas concentrações de insulina em jejum (BI). Antes e 30 minutos após a infusão de beta-alanina, amostras de músculo (biópsias percutâneas) foram coletadas para determinar o conteúdo de beta-alanina e carnosina. Coletas sanguíneas foram realizadas antes (0), 10, 30, 60, 90, 120, 150 e 30 min (180) após a infusão para análise de insulina e beta-alanina plasmáticas. Urina 24 h foi coletada após o período de infusão para análise de beta-alanina. Não houve diferenças significantes entre os ensaios na concentração de beta-alanina plasmática (p=0,20), de beta-alanina muscular (p=0,72), de carnosina muscular (p=0,82) e de beta-alanina urinária (p= 0,92). A hiperinsulinemia não aumentou a captação de beta-alanina para o músculo esquelético, nem aumentou a retenção de beta-alanina corporal, pelo menos quando as concentrações de beta-alanina excederam a Vmax do TauT. Nossas descobertas sugerem que as estratégias de suplementação de beta-alanina que manipulam as concentrações de insulina provavelmente apresentam relevância clínica limitada / Beta-alanine availability is limiting for the intramuscular synthesis of carnosine. Thus, increasing beta-alanine availability to skeletal muscle is the most effective strategy to increase muscle carnosine content. It has been postulated that the transmembrane transporter of beta-alanine (TauT) could be stimulated by insulin. To test this hypothesis, we examined whether the beta-alanine uptake by human muscle is influenced by hyperinsulinemia by controlling both insulin and beta-alanine concentrations in plasma via intravenous infusion of beta-alanine. We conducted a counterbalanced crossover study in 12 young men (27.5 ± 5.1 yr). Participants attended to the laboratory on two separated occasions, 10 weeks apart. beta-alanine was intravenously infused on both trials for 150 min at a rate of 0.11 g.kg.min-1. In one trial, a hyperinsulinemic-euglycemic clamp was used to main high insulin concentrations (HI) whereas fasting insulin concentrations (LI) was maintained in the other trial. Before and 30 min after infusion, muscle samples (percutaneous biopsies) were taken to determine beta-alanine and carnosine content. Blood samples were taken before (0), 10, 30, 60, 90, 120, 150 e 30 min (180) after the infusion for plasma insulin and beta-alanine analysis. 24 h urine was colleted after infusion for beta-alanine analysis. No significant differences in plasma beta-alanine (p=0.20), muscle beta-alanine (p=0.72), muscle carnosine (p=0.82) and urinary beta-alanine (p=0.92) were shown between conditions. Hyperinsulinemia did not increase beta-alanine uptake to muscle tissue and bodily tissues, nor did it increase whole-body beta-alanine retention, at least when beta-alanine concentrations exceed the Vmax of TauT. Our findings suggest that beta-alanine supplementation strategies that maniupulate insulin concentrations are probably of limited clinical relevance

Orientadores: Dora Maria Grassi-Kassisse, Regina Celia Spadari-Bratfisch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T18:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miotto_AlexandreMarcucci_D.pdf: 1787456 bytes, checksum: dd0dd1fd4def2c09dbdbcec80f8f9888 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Diversas doenças como dislipidemia, hiperinsulinemia associada a diabetes tipo 2, hipertensão, aterosclerose e outras doenças cardiovasculares são decorrentes do estilo de vida moderno, principalmente aquele verificado nos ricos países ocidentais. Estas desordens, antes prevalentes nas pessoas mais idosas, estão se tornando atualmente epidêmicas e afetando pessoas de todas as idades. A dieta desbalanceada é, certamente, um dos maiores contribuidores para estas anormalidades. Neste estudo nós alimentamos ratos com uma dieta hiperlípidica por 6 semanas para indução de um estado de hiperlipidemia, com elevação das concentrações plasmáticas de colesterol total, do LDL-colesterol e dos triglicerídeos, além de apresentar também significativo aumento do índice aterogênico. Os resultados mostraram também um desenvolvimento paralelo de hiperinsulinemia (0,75±0,02 vs 1,30 vs 0,12 ng/mL; N vs H) com níveis glicêmicos elevados nos ratos alimentados com dieta hiperlipídica e após jejum overnight (72,6±3 vs 84,1±1,5 mg/dL; N vs H), além de suave hipertensão e hipertrofia ventricular cardíaca. Nós concluímos que estas alterações metabólicas e cardiovasculares foram iniciadas pela dieta hiperlipídica administrada aos ratos, que esta condição se estabeleceu de forma relativamente rápida e que se encontra ainda em estágio inicial, podendo caracterizar o início da Síndrome Plurimetabólica, também conhecida como Síndrome X / Abstract: Several diseases, such as dyslipidemia, hyperinsulinemia and type 2 diabetes mellitus, hypertension, atherosclerosis, cardiovascular diseases, seem to be decurrent of the modern life style, mainly verified in the rich occidental countries. These disorders incidence, before prevalent in the elderly are more and more frequent and became nowepidemic by affecting people of all ages. The disbalanced diet is a greater contributor for these abnormalities. In this study we fed rats with a high fat-cholesterol diet for six weeks to induce a hyperlipidaemia, which showed enhanced levels of total cholesterol, LDLcholesterol and triglycerides, beyond presentate also a significative increase in the atherogenic index. The results showed also a parallel development of hyperinsulinemia (0.75±0.02 vs 1.30 vs 0.12 ng/mL; N vs H) with glicemic levels elevated in rats fed with hyperlipidemic diet and after overnight fast (72.6±3 vs 84.1±1.5 mg/dL; N vs H), beyond mild hypertension and ventricular cardiac hypertrophy after diet administration. We conclude that there was hazardous metabolic and cardiovascular alterations and all of them were triggered by the high fat-cholesterol diet administered to the rats in a very short time, which may characterize the beggining of Plurimetabolic Syndrome or Syndrome X / Doutorado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Mario José Abdalla Saad / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:03:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_TiagoGomes_D.pdf: 9136785 bytes, checksum: 25c68d3dd56714d164986b415f98070d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A resistência à insulina está presente na obesidade e na diabetes tipo 2, e está associada à hiperplasia das ilhotas pancreáticas e hiperinsulinemia como resposta compensatória, entretanto, as forças motrizes por trás desse mecanismo compensatório não são totalmente compreendidos. Dados anteriores sugeriram o envolvimento de um fator circulante desconhecido que na resistência à insulina atua como um fator de crescimento das células ?. Neste contexto, procurando por candidatos a serem este fator circulante, percebemos que o fator de crescimento de hepatócitos (HGF) é um forte candidato a ser este elo entre a resistência à insulina e o aumento da massa de ilhotas / hiperinsulinemia. Nossa abordagem teve como objetivo mostrar uma possível relação de causa-efeito entre o aumento dos níveis circulantes de HGF e a hiperplasia da ilhota / hiperinsulinemia compensatória, assim mostrando a força da associação. Ainda, se esta associação, apresenta ou não uma resposta dose-dependente, temporalidade, consistência, plausibilidade e reversibilidade. Nesse sentido, os nossos dados mostraram: a) uma correlação forte e consistente entre o HGF e o mecanismo de compensação em três modelos animais de resistência à insulina; b) o HGF aumenta a massa de célula ? de uma forma dose-dependente; c) o bloqueio do HGF interrompe os mecanismos de compensação; d) o aumento nos níveis de HGF precede a resposta compensatória associada com a resistência à insulina, indicando que estes eventos ocorrem em um modo sequencial. Além disso, o bloqueio do receptor de HGF (Met) piorou a já prejudicada sinalização da insulina no fígado de ratos obesos induzidos por dieta. Em geral, os nossos dados indicam que o HGF é um fator de crescimento que desempenha um papel fundamental no aumento da massa de ilhotas e hiperinsulinemia em ratos obesos induzidos por dieta, e sugerem um efeito protetor da interação HGF-Met na sinalização de insulina no fígado / Abstract: Insulin resistance is present in obesity and in type 2 diabetes, and is associated with islet cell hyperplasia and hyperinsulinemia but the driving forces behind this compensatory mechanism are incompletely understood. Previous data have suggested the involvement of an unknown circulating insulin resistance-related ?-cell growth-factor. In this context, looking for candidates to be a circulating factor, we realized that hepatocyte growth factor (HGF) is a strong candidate as a link between insulin resistance and increased mass of islets/hyperinsulinemia. Our approach aimed to show a possible cause-effect relationship between increase in circulating HGF levels and compensatory islet hyperplasia/hyperinsulinemia by showing the strength of the association, whether or not is a dose-dependent response, the temporality, consistency, plausibility and reversibility of the association. In this regard, our data showed: a) a strong and consistent correlation between HGF and the compensatory mechanism in three animal models of insulin resistance; b) HGF increases ?-cell mass in a dose-dependent manner; c) blocking HGF shuts down the compensatory mechanisms; d) an increase in HGF levels seems to precede the compensatory response associated with insulin resistance, indicating that these events occur in a sequential mode. Additionally, blockages of HGF receptor (Met) worsen the impaired insulin-induced insulin signaling in liver of diet-induced obesity rats. Overall, our data indicate that HGF is a growth factor playing a key role in islet mass increase and hyperinsulinemia in diet-induced obesity rats, and suggest a protective effect of the HGF-Met axis on insulin signaling in the liver / Doutorado / Medicina Experimental / Doutor em Ciências

O endométrio é a mucosa que reveste o útero. A receptividade uterina é definida como um estado em que o endométrio se encontra receptivo à implantação do blastocisto. E, a preparação do endométrio para a implantação não é somente uma questão de estimulação hormonal adequada, depende da interação entre o blastocisto e o endométrio. Esta interação envolve uma complexa sequência de eventos de sinalização e uma variedade de moléculas. As concentrações de interleucina-8 (IL-8) e interleucina-1β (IL-1β) estão correlacionadas com o processo de implantação. Em humanos, a taxa de insucesso desse processo é alta e ocasionada por diversos fatores. A síndrome dos ovários policísticos (SOP) é um distúrbio endócrino-ginecológico que afeta de 6 a 8 % das mulheres em idade reprodutiva, e se caracteriza, principalmente, por anovulação crônica e hiperandrogenismo, estando diretamente relacionada à infertilidade feminina. Apesar da incerteza sobre a causa primária da SOP, há relatos sobre a importância da hiperinsulinemia na sua promoção. O objetivo deste trabalho foi estabelecer um modelo de hiperinsulinemia e hiperandrogenismo em células estromais endometriais in vitro, simulando características de SOP; identificar o melhor gene normalizador para estudos de expressão gênica em amostras das células em cultivo; avaliar o efeito da metformina sobre a proliferação celular e expressão gênica da IL-8 e IL-1β no modelo proposto. O tecido endometrial foi obtido de pacientes submetidas a histerectomia. A cultura primária das células estromais foi padronizada e as células foram divididas em sete grupos de tratamento: estradiol (G1); estradiol e progesterona (G2); estradiol, progesterona e insulina (G3); estradiol, progesterona e diidrotestosterona (G4); estradiol, progesterona e metformina (G5); estradiol, progesterona, insulina e diidrotestosterona (G6); estradiol, progesterona, insulina, diidrotestosterona e metformina (G7). Foi realizada análise de imunocitoquímica para vimentina para confirmação do cultivo com células estromais. Para avaliar a viabilidade e proliferação celular ao longo do tempo foi utilizado o ensaio de MTT em dois tempos diferentes de cultivo. As extrações de RNA foram realizadas e o cDNA obtido das amostras foi utilizado para a amplificação do mRNA de cinco genes candidatos a normalizadores e para avaliar a expressão dos genes da IL-8 e IL-1β através de PCR em tempo real.O estabelecimento da cultura de células estromais foi confirmado através da coloração positiva para a proteína vimentina. As células mantiveram-se viáveis durante todo o período de cultivo, apresentando aumento significativo na proliferação celular no tempo 8 em relação ao tempo 4 em todos os grupos. O grupo G7 (tratado durante 48 horas com metformina) apresentou uma menor taxa de proliferação em relação aos grupos G2, G3 e G6. Para análise de expressão gênica nestas células, o gene que mostrou os melhores parâmetros de estabilidade de expressão no modelo celular proposto foi o gene HPRT1. Observamos uma maior expressão do gene da IL-8 no grupo G5 tratado durante 48 horas em relação ao mesmo grupo tratado durante o período de 24 horas. Verificou-se maior expressão do gene da IL-1β no grupo G5 quando comparado a todos os outros grupos no período de 48 horas de tratamento com metformina. Entretanto, o grupo G7, também tratado com metformina, não apresentou diferença estatística em relação ao tempo de tratamento em nenhum dos genes estudados. Esses resultados demonstram que o modelo de hiperinsulinemia e hiperandrogenismo em cultura de células estromais endometriais é viável. Neste modelo, em que foram testados cinco genes em relação à sua estabilidade de expressão, o gene HPRT1 apresentou uma boa estabilidade, ao contrário de outros genes frequentemente utilizados como genes de referência. O tratamento com metformina apresentou um efeito antiproliferativo nas células do grupo hiperinsulinêmico e hiperandrogênico. No período de 48 horas aumentou a expressão do gene da IL-1β no grupo tratado somente com o medicamento. Sugerindo uma ação inibitória da insulina sobre a expressão dos genes da IL-8 e IL-1β no grupo hiperinsulinêmico e hiperandrogênico. Mais estudos são necessários para melhor entendimento do efeito da metformina nos fatores envolvidos durante a implantação. / The endometrium is the mucosa lining the uterus. The uterine receptivity is defined as a condition in which the endometrium is receptive to implantation of the blastocyst. The preparation of the endometrium for implantation is not only a matter of proper hormonal stimulation, it depends on the interaction between the blastocyst and the endometrium. This interaction involves a complex sequence of events and a variety of signaling molecules. The concentrations of interleukin-8 (IL-8) and interleukin-1β (IL-1β) are correlated to the implantation process. In humans, the failure rate of this process is high and caused by several factors. The polycystic ovary syndrome (PCOS) is an endocrine-gynecological disorder that affects from 6 to 8 % of women of reproductive age. It is characterized mainly by chronic anovulation and hyperandrogenism and directly related to female infertility. Despite the uncertainty about the primary cause of PCOS, there are reports about the importance of hyperinsulinemia in promoting it. The aim of this study was to establish a model of hyperinsulinemia and hyperandrogenism in endometrial stromal cells in vitro, simulating features of PCOS; to identify the best housekeeping gene for gene expression studies in the cultured cells; to evaluate the effects of metformin on cell proliferation, as well as IL-8 and IL-1β gene expression in the proposed culture model. The human endometrial tissue was obtained from patients undergoing hysterectomy. The primary culture of stromal cells was standardized and divided into seven treatment groups: estradiol (G1); estradiol and progesterone (G2); estradiol, progesterone and insulin (G3); estradiol, progesterone and dihydrotestosterone (G4); estradiol, progesterone and metformin (G5); estradiol, progesterone, insulin and dihydrotestosterone (G6); estradiol, progesterone, insulin, dihydrotestosterone and metformin (G7). Immunocytochemistry analysis for vimentin were performed. Cell viability and proliferation were evaluated by MTT assay at two days in different times of cultivation. RNA extractions were performed and the cDNA obtained from primary culture was used to amplify five candidates to housekeeping genes mRNA and to evaluate IL-8 and IL1β expression by real time PCR. The stromal culture cell establishment was confirmed by positive staining for vimentin. The cells remained viable throughout the cultivation period, with significant cell proliferation increase at day 8 compared to day 4 in all groups. The G7 group (metformin treated for 48 hours) showed lower proliferation rate than G2, G3 and G6 groups. For gene expression analysis in these cells, the gene showing the best parameters of stability of expression was HPRT1. Increased gene expression of IL-8 was observed in G5 group treated for 48 hours compared to the same group during 24 hours. Similarly, the G5 group showed higher IL-1β gene expression when compared to all other groups treated with metformin for 48 hours. However, the G7 group, also metformin treated, did not show statistically significant difference in treatment time of any studied genes. These results suggest that model of hyperinsulinemia and hyperandrogenism in endometrial stromal cells is viable and provides a good cell sampling to molecular analysis under different experimental conditions. In this model, several genes were tested for expression stability. HPRT1 presented the best values, unlike others classical housekeeping genes. The metformin treatment showed an antiproliferative effect on cells in hyperinsulinemic and hyperandrogenic group and at 48 hours increased IL-1β gene expression in the treated group with the drug alone. It suggests an inhibitory action of insulin on these genes expression in the hyperinsulinemic and hyperandrogenic group. More studies are needed to better understand the effect of metformin on the factors involved during implantation.

O endométrio é a mucosa que reveste o útero. A receptividade uterina é definida como um estado em que o endométrio se encontra receptivo à implantação do blastocisto. E, a preparação do endométrio para a implantação não é somente uma questão de estimulação hormonal adequada, depende da interação entre o blastocisto e o endométrio. Esta interação envolve uma complexa sequência de eventos de sinalização e uma variedade de moléculas. As concentrações de interleucina-8 (IL-8) e interleucina-1β (IL-1β) estão correlacionadas com o processo de implantação. Em humanos, a taxa de insucesso desse processo é alta e ocasionada por diversos fatores. A síndrome dos ovários policísticos (SOP) é um distúrbio endócrino-ginecológico que afeta de 6 a 8 % das mulheres em idade reprodutiva, e se caracteriza, principalmente, por anovulação crônica e hiperandrogenismo, estando diretamente relacionada à infertilidade feminina. Apesar da incerteza sobre a causa primária da SOP, há relatos sobre a importância da hiperinsulinemia na sua promoção. O objetivo deste trabalho foi estabelecer um modelo de hiperinsulinemia e hiperandrogenismo em células estromais endometriais in vitro, simulando características de SOP; identificar o melhor gene normalizador para estudos de expressão gênica em amostras das células em cultivo; avaliar o efeito da metformina sobre a proliferação celular e expressão gênica da IL-8 e IL-1β no modelo proposto. O tecido endometrial foi obtido de pacientes submetidas a histerectomia. A cultura primária das células estromais foi padronizada e as células foram divididas em sete grupos de tratamento: estradiol (G1); estradiol e progesterona (G2); estradiol, progesterona e insulina (G3); estradiol, progesterona e diidrotestosterona (G4); estradiol, progesterona e metformina (G5); estradiol, progesterona, insulina e diidrotestosterona (G6); estradiol, progesterona, insulina, diidrotestosterona e metformina (G7). Foi realizada análise de imunocitoquímica para vimentina para confirmação do cultivo com células estromais. Para avaliar a viabilidade e proliferação celular ao longo do tempo foi utilizado o ensaio de MTT em dois tempos diferentes de cultivo. As extrações de RNA foram realizadas e o cDNA obtido das amostras foi utilizado para a amplificação do mRNA de cinco genes candidatos a normalizadores e para avaliar a expressão dos genes da IL-8 e IL-1β através de PCR em tempo real.O estabelecimento da cultura de células estromais foi confirmado através da coloração positiva para a proteína vimentina. As células mantiveram-se viáveis durante todo o período de cultivo, apresentando aumento significativo na proliferação celular no tempo 8 em relação ao tempo 4 em todos os grupos. O grupo G7 (tratado durante 48 horas com metformina) apresentou uma menor taxa de proliferação em relação aos grupos G2, G3 e G6. Para análise de expressão gênica nestas células, o gene que mostrou os melhores parâmetros de estabilidade de expressão no modelo celular proposto foi o gene HPRT1. Observamos uma maior expressão do gene da IL-8 no grupo G5 tratado durante 48 horas em relação ao mesmo grupo tratado durante o período de 24 horas. Verificou-se maior expressão do gene da IL-1β no grupo G5 quando comparado a todos os outros grupos no período de 48 horas de tratamento com metformina. Entretanto, o grupo G7, também tratado com metformina, não apresentou diferença estatística em relação ao tempo de tratamento em nenhum dos genes estudados. Esses resultados demonstram que o modelo de hiperinsulinemia e hiperandrogenismo em cultura de células estromais endometriais é viável. Neste modelo, em que foram testados cinco genes em relação à sua estabilidade de expressão, o gene HPRT1 apresentou uma boa estabilidade, ao contrário de outros genes frequentemente utilizados como genes de referência. O tratamento com metformina apresentou um efeito antiproliferativo nas células do grupo hiperinsulinêmico e hiperandrogênico. No período de 48 horas aumentou a expressão do gene da IL-1β no grupo tratado somente com o medicamento. Sugerindo uma ação inibitória da insulina sobre a expressão dos genes da IL-8 e IL-1β no grupo hiperinsulinêmico e hiperandrogênico. Mais estudos são necessários para melhor entendimento do efeito da metformina nos fatores envolvidos durante a implantação. / The endometrium is the mucosa lining the uterus. The uterine receptivity is defined as a condition in which the endometrium is receptive to implantation of the blastocyst. The preparation of the endometrium for implantation is not only a matter of proper hormonal stimulation, it depends on the interaction between the blastocyst and the endometrium. This interaction involves a complex sequence of events and a variety of signaling molecules. The concentrations of interleukin-8 (IL-8) and interleukin-1β (IL-1β) are correlated to the implantation process. In humans, the failure rate of this process is high and caused by several factors. The polycystic ovary syndrome (PCOS) is an endocrine-gynecological disorder that affects from 6 to 8 % of women of reproductive age. It is characterized mainly by chronic anovulation and hyperandrogenism and directly related to female infertility. Despite the uncertainty about the primary cause of PCOS, there are reports about the importance of hyperinsulinemia in promoting it. The aim of this study was to establish a model of hyperinsulinemia and hyperandrogenism in endometrial stromal cells in vitro, simulating features of PCOS; to identify the best housekeeping gene for gene expression studies in the cultured cells; to evaluate the effects of metformin on cell proliferation, as well as IL-8 and IL-1β gene expression in the proposed culture model. The human endometrial tissue was obtained from patients undergoing hysterectomy. The primary culture of stromal cells was standardized and divided into seven treatment groups: estradiol (G1); estradiol and progesterone (G2); estradiol, progesterone and insulin (G3); estradiol, progesterone and dihydrotestosterone (G4); estradiol, progesterone and metformin (G5); estradiol, progesterone, insulin and dihydrotestosterone (G6); estradiol, progesterone, insulin, dihydrotestosterone and metformin (G7). Immunocytochemistry analysis for vimentin were performed. Cell viability and proliferation were evaluated by MTT assay at two days in different times of cultivation. RNA extractions were performed and the cDNA obtained from primary culture was used to amplify five candidates to housekeeping genes mRNA and to evaluate IL-8 and IL1β expression by real time PCR. The stromal culture cell establishment was confirmed by positive staining for vimentin. The cells remained viable throughout the cultivation period, with significant cell proliferation increase at day 8 compared to day 4 in all groups. The G7 group (metformin treated for 48 hours) showed lower proliferation rate than G2, G3 and G6 groups. For gene expression analysis in these cells, the gene showing the best parameters of stability of expression was HPRT1. Increased gene expression of IL-8 was observed in G5 group treated for 48 hours compared to the same group during 24 hours. Similarly, the G5 group showed higher IL-1β gene expression when compared to all other groups treated with metformin for 48 hours. However, the G7 group, also metformin treated, did not show statistically significant difference in treatment time of any studied genes. These results suggest that model of hyperinsulinemia and hyperandrogenism in endometrial stromal cells is viable and provides a good cell sampling to molecular analysis under different experimental conditions. In this model, several genes were tested for expression stability. HPRT1 presented the best values, unlike others classical housekeeping genes. The metformin treatment showed an antiproliferative effect on cells in hyperinsulinemic and hyperandrogenic group and at 48 hours increased IL-1β gene expression in the treated group with the drug alone. It suggests an inhibitory action of insulin on these genes expression in the hyperinsulinemic and hyperandrogenic group. More studies are needed to better understand the effect of metformin on the factors involved during implantation.

O endométrio é a mucosa que reveste o útero. A receptividade uterina é definida como um estado em que o endométrio se encontra receptivo à implantação do blastocisto. E, a preparação do endométrio para a implantação não é somente uma questão de estimulação hormonal adequada, depende da interação entre o blastocisto e o endométrio. Esta interação envolve uma complexa sequência de eventos de sinalização e uma variedade de moléculas. As concentrações de interleucina-8 (IL-8) e interleucina-1β (IL-1β) estão correlacionadas com o processo de implantação. Em humanos, a taxa de insucesso desse processo é alta e ocasionada por diversos fatores. A síndrome dos ovários policísticos (SOP) é um distúrbio endócrino-ginecológico que afeta de 6 a 8 % das mulheres em idade reprodutiva, e se caracteriza, principalmente, por anovulação crônica e hiperandrogenismo, estando diretamente relacionada à infertilidade feminina. Apesar da incerteza sobre a causa primária da SOP, há relatos sobre a importância da hiperinsulinemia na sua promoção. O objetivo deste trabalho foi estabelecer um modelo de hiperinsulinemia e hiperandrogenismo em células estromais endometriais in vitro, simulando características de SOP; identificar o melhor gene normalizador para estudos de expressão gênica em amostras das células em cultivo; avaliar o efeito da metformina sobre a proliferação celular e expressão gênica da IL-8 e IL-1β no modelo proposto. O tecido endometrial foi obtido de pacientes submetidas a histerectomia. A cultura primária das células estromais foi padronizada e as células foram divididas em sete grupos de tratamento: estradiol (G1); estradiol e progesterona (G2); estradiol, progesterona e insulina (G3); estradiol, progesterona e diidrotestosterona (G4); estradiol, progesterona e metformina (G5); estradiol, progesterona, insulina e diidrotestosterona (G6); estradiol, progesterona, insulina, diidrotestosterona e metformina (G7). Foi realizada análise de imunocitoquímica para vimentina para confirmação do cultivo com células estromais. Para avaliar a viabilidade e proliferação celular ao longo do tempo foi utilizado o ensaio de MTT em dois tempos diferentes de cultivo. As extrações de RNA foram realizadas e o cDNA obtido das amostras foi utilizado para a amplificação do mRNA de cinco genes candidatos a normalizadores e para avaliar a expressão dos genes da IL-8 e IL-1β através de PCR em tempo real.O estabelecimento da cultura de células estromais foi confirmado através da coloração positiva para a proteína vimentina. As células mantiveram-se viáveis durante todo o período de cultivo, apresentando aumento significativo na proliferação celular no tempo 8 em relação ao tempo 4 em todos os grupos. O grupo G7 (tratado durante 48 horas com metformina) apresentou uma menor taxa de proliferação em relação aos grupos G2, G3 e G6. Para análise de expressão gênica nestas células, o gene que mostrou os melhores parâmetros de estabilidade de expressão no modelo celular proposto foi o gene HPRT1. Observamos uma maior expressão do gene da IL-8 no grupo G5 tratado durante 48 horas em relação ao mesmo grupo tratado durante o período de 24 horas. Verificou-se maior expressão do gene da IL-1β no grupo G5 quando comparado a todos os outros grupos no período de 48 horas de tratamento com metformina. Entretanto, o grupo G7, também tratado com metformina, não apresentou diferença estatística em relação ao tempo de tratamento em nenhum dos genes estudados. Esses resultados demonstram que o modelo de hiperinsulinemia e hiperandrogenismo em cultura de células estromais endometriais é viável. Neste modelo, em que foram testados cinco genes em relação à sua estabilidade de expressão, o gene HPRT1 apresentou uma boa estabilidade, ao contrário de outros genes frequentemente utilizados como genes de referência. O tratamento com metformina apresentou um efeito antiproliferativo nas células do grupo hiperinsulinêmico e hiperandrogênico. No período de 48 horas aumentou a expressão do gene da IL-1β no grupo tratado somente com o medicamento. Sugerindo uma ação inibitória da insulina sobre a expressão dos genes da IL-8 e IL-1β no grupo hiperinsulinêmico e hiperandrogênico. Mais estudos são necessários para melhor entendimento do efeito da metformina nos fatores envolvidos durante a implantação. / The endometrium is the mucosa lining the uterus. The uterine receptivity is defined as a condition in which the endometrium is receptive to implantation of the blastocyst. The preparation of the endometrium for implantation is not only a matter of proper hormonal stimulation, it depends on the interaction between the blastocyst and the endometrium. This interaction involves a complex sequence of events and a variety of signaling molecules. The concentrations of interleukin-8 (IL-8) and interleukin-1β (IL-1β) are correlated to the implantation process. In humans, the failure rate of this process is high and caused by several factors. The polycystic ovary syndrome (PCOS) is an endocrine-gynecological disorder that affects from 6 to 8 % of women of reproductive age. It is characterized mainly by chronic anovulation and hyperandrogenism and directly related to female infertility. Despite the uncertainty about the primary cause of PCOS, there are reports about the importance of hyperinsulinemia in promoting it. The aim of this study was to establish a model of hyperinsulinemia and hyperandrogenism in endometrial stromal cells in vitro, simulating features of PCOS; to identify the best housekeeping gene for gene expression studies in the cultured cells; to evaluate the effects of metformin on cell proliferation, as well as IL-8 and IL-1β gene expression in the proposed culture model. The human endometrial tissue was obtained from patients undergoing hysterectomy. The primary culture of stromal cells was standardized and divided into seven treatment groups: estradiol (G1); estradiol and progesterone (G2); estradiol, progesterone and insulin (G3); estradiol, progesterone and dihydrotestosterone (G4); estradiol, progesterone and metformin (G5); estradiol, progesterone, insulin and dihydrotestosterone (G6); estradiol, progesterone, insulin, dihydrotestosterone and metformin (G7). Immunocytochemistry analysis for vimentin were performed. Cell viability and proliferation were evaluated by MTT assay at two days in different times of cultivation. RNA extractions were performed and the cDNA obtained from primary culture was used to amplify five candidates to housekeeping genes mRNA and to evaluate IL-8 and IL1β expression by real time PCR. The stromal culture cell establishment was confirmed by positive staining for vimentin. The cells remained viable throughout the cultivation period, with significant cell proliferation increase at day 8 compared to day 4 in all groups. The G7 group (metformin treated for 48 hours) showed lower proliferation rate than G2, G3 and G6 groups. For gene expression analysis in these cells, the gene showing the best parameters of stability of expression was HPRT1. Increased gene expression of IL-8 was observed in G5 group treated for 48 hours compared to the same group during 24 hours. Similarly, the G5 group showed higher IL-1β gene expression when compared to all other groups treated with metformin for 48 hours. However, the G7 group, also metformin treated, did not show statistically significant difference in treatment time of any studied genes. These results suggest that model of hyperinsulinemia and hyperandrogenism in endometrial stromal cells is viable and provides a good cell sampling to molecular analysis under different experimental conditions. In this model, several genes were tested for expression stability. HPRT1 presented the best values, unlike others classical housekeeping genes. The metformin treatment showed an antiproliferative effect on cells in hyperinsulinemic and hyperandrogenic group and at 48 hours increased IL-1β gene expression in the treated group with the drug alone. It suggests an inhibitory action of insulin on these genes expression in the hyperinsulinemic and hyperandrogenic group. More studies are needed to better understand the effect of metformin on the factors involved during implantation.

Orientadores: Antonio Carlos Boschiero, Luiz Fernando de Rezende / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kurauti_MirianAyumi_M.pdf: 1902413 bytes, checksum: ff555addcb6b815d619a2368635ae4f4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A hiperinsulinemia, frequentemente associada a doenças como obesidade e diabetes tipo 2, decorre do aumento da secreção e redução do clearance de insulina, processo que acontece principalmente no fígado pela ação da IDE ("insulin degrading enzyme"), principal enzima responsável pela degradação da insulina. Sabe-se que o exercício físico reduz a insulinemia, entretanto, seu efeito sobre o clearance de insulina ainda não está totalmente esclarecido. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do exercício físico agudo sobre o clearance de insulina e expressão proteica de IDE, em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica. Camundongos C57BL6 foram distribuídos em 3 grupos: Controle (CTL), Obeso (O) e Obeso Exercitado (OE) e, submetidos a 12 semanas de dieta CHOW (CTL) ou hiperlipídica (O e OE). O exercício físico agudo foi realizado em esteira com duração de 3 horas (intensidade de 60-70% do VO2máx). Após o exercício, tolerância à glicose (ipGTT), à insulina (ipITT) e ao piruvato (ipPTT), bem como o clearance de insulina foram avaliados. Os camundongos foram eutanasiados por decapitação para coleta de sangue e órgãos como: fígado, tecido adiposo perigonadal, músculo esquelético gastrocnêmio e pâncreas, do qual foram isoladas as ilhotas pancreáticas para avaliar a secreção de insulina estimulada por glicose. Proteínas foram extraídas dos tecidos para análise da expressão proteica de IDE, IR, p-Akt e p-AMPK (Western blot). Testes estatísticos ANOVA One-Way seguido de pós-teste Tukey foram empregados para análise dos resultados. Comparado ao grupo CTL, camundongos do grupo O apresentaram aumento da massa corporal e de tecido adiposo perigonadal, hiperglicemia, hiperinsulinemia, intolerância à glicose e à insulina, aumento da glicemia durante o ipPTT, hipersecreção e redução do clearance de insulina, além de redução da expressão proteica de IDE, IR e p-Akt no fígado e, redução de p-AMPK no tecido adiposo perigonadal e também no fígado. Como esperado, o exercício agudo não alterou a massa corporal e a massa do tecido adiposo perigonadal, entretanto reduziu a glicemia e insulinemia, melhorou a tolerância à glicose e à insulina, reverteu o aumento da glicemia durante o ipPTT, reduziu a secreção de insulina e aumentou o clearance de insulina dos camundongos OE. Além disso, aumentou a expressão proteica de IDE, IR e p-Akt no fígado e músculo gastrocnêmio e, aumentou a p-AMPK apenas no músculo gastrocnêmio desses camundongos. Os resultados demonstram que apenas uma sessão de exercício físico pode melhorar significativamente a homeostase glicêmica de camundongos obesos. Em adição, o exercício agudo, além de reduzir a secreção de insulina, aumentou o clearance desse hormônio, justificando a redução da insulinemia nesses obesos. Tal aumento no clearance de insulina ocorre provavelmente via aumento da expressão proteica de IR e IDE no fígado e músculo gastrocnêmio, indicando um possível novo mecanismo pelo qual o exercício físico reduz a insulinemia. Estes resultados mostram a importância do clearance de insulina na regulação desse hormônio em obesos. Portanto, estratégias farmacológicas dirigidas ao aumento do clearance de insulina pode ser uma ferramenta importante na prevenção e/ou tratamento de doenças associadas à hiperinsulinemia, como obesidade e Diabetes tipo 2 / Abstract: Hyperinsulinemia is often associated with pathological conditions such as obesity and type 2 diabetes. It occurs by increase in insulin secretion and decrease in insulin clearance that occurs, mainly, in liver by insulin degrading enzyme (IDE), the main responsible for insulin degradation. It is known that exercise reduces insulinemia, however, its effects on insulin clearance remain unclear. The aim of this study was to investigate the effect of a single bout of acute exercise on insulin clearance and IDE protein expression in mice fed a high-fat diet. C57BL6 male mice were distributed in three groups: Control (CTL), Obese (O) and Exercised obese (OE), fed for 12 weeks with CHOW diet (CTL) or high-fat diet (O and OE). Acute exercise was performed on a treadmill for 3 hours (60 ¿ 70% of VO2 máx). After, glucose tolerance (ipGTT), insulin tolerance (ipITT), piruvate tolerance (ipPTT), and insulin clearance was evaluated. Mice were beheaded to obtain blood and organs samples such as liver, gastrocnemius skeletal muscle, perigonadal adipose tissue and pancreas. The islets were isolated by pancreases digestions with collagenase, and used to evaluate the insulin secretion stimulated by glucose. Protein from various tissues was extracted and the expression of IDE, IR, p-Akt and p-AMPK were assessed (Western blot). ANOVA One-Way and Tukey post-test were used for the analysis of the results. Compared to the CTL group, the O group showed increased body and perigonadal adipose tissue masses, hyperglicemia, hyperinsulinemia, glucose and insulin intolerance, higher glycemia during ipPTT, hypersecretion and lower insulin clearance, in addition to reduction of IDE, IR and p-Akt protein expression in liver, and, p-AMPK reduction also in liver and perigonadal adipose tissue. As expected, acute exercise did not alter body and perigonadal adipose tissue masses, however it reduced glycemia and insulinemia, improved glucose and insulin tolerance, reversed higher glycemia during ipPTT, decreased insulin secretion and increased insulin clearance in obese mice. Moreover, acute exercise increased the expression of IDE, IR and p-Akt proteins in liver and gastrocnemius muscle, and p-AMPK only in gastrocnemius muscle in these obese mice. These results show that acute exercise improves glucose homeostasis in obese mice. In addition, besides the reduction in insulin secretion, the increase in insulin clearance, induced by exercise, explain the lower insulinemia in OE group. This increased insulin clearance occurs most likely by the augment in the expression of IDE and IR proteins in liver and gastrocnemius muscle, suggesting a new possible mechanism whereby acute exercise reduces insulinemia. Taken all together, this study demonstrate that insulin clearance is very important to insulin regulation in obese. Therefore, pharmacological strategies targeting to increase insulin clearance may be an important way to prevention and/or treatment of diseases associated with hyperinsulinemia, such as obesity and type 2 diabetes / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular