Orientador: Jose Roberto Bosqueiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-12T18:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafacho_Alex_D.pdf: 17852608 bytes, checksum: ee7b970220681b508fc5519d53e49655 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A resistência à insulina (RI) é uma condição que exige maiores níveis de insulina circulante e que normalmente são providenciados pelo aumento da função e população de células ß. A RI pode ser observada a partir de diversos modelos experimentais em roedores tais como os modelos transgênicos, de gravidez, submetidos às dietas hiperlipídicas e hipercalóricas e a partir de infusão venosa de glicose. Estes modelos têm sido úteis para a compreensão dos mecanismos compensatórios observados durante a RI. Os glicocorticóides são amplamente utilizados na indução farmacológica da RI em modelos animais e em seres humanos, com fins científicos. A ativação da sinalização da insulina e das proteínas reguladoras do ciclo celular é crucial para a função e crescimento das células ß adultas. No presente trabalho, apresentamos modelos para investigação da função e crescimento de células ß pancreáticas in vivo a partir da administração diária de três concentrações distintas de dexametasona (DEX) (0,1, 0,5 e 1,0 mg/kg, peso corpóreo, intraperitoneal - DEX 0.1, DEX 0.5 e DEX 1.0, respectivamente) por 5 dias consecutivos. A sensibilidade periférica à glicose e à insulina, parâmetros de secreção de insulina e histomorfométricos foram investigados. A análise dos níveis de proteínas relacionados à função e crescimento de células ß foi realizada por Western blotting. O tratamento com DEX induziu RI de maneira dose- dependente. Aumento da secreção de insulina em resposta à glicose foi observado tanto in vivo quanto ex vivo nos três grupos tratados com DEX. Ratos DEX 1.0, que apresentam hiperglicemia moderada e marcante hiperinsulinemia, exibiram aumento de 5,1 vezes na proliferação além de hipertrofia de células ß, com aumento significativo na massa de células ß comparado aos ratos CTL. Os ratos DEX 0.5, hiperinsulinêmicos, porém normoglicêmicos, também apresentaram aumento significante de 3,6 vezes na proliferação e modesta hipertrofia de células ß. Entretanto, os ratos DEX 0.1, que desenvolveram o menor grau de RI, compensaram à demanda de insulina apenas com aumento da função de células ß. Nenhuma alteração da freqüência de morte celular foi observada nas células ß dos três grupos DEX comparados ao grupo CTL. Foi observada ativação da via IRS-2/PI3- K/Akt/p70S6K, bem como da proteína retinoblastoma nas ilhotas do grupo DEX 1.0 e, em menor grau, no grupo DEX 0.5 quando comparados com as ilhotas do grupo CTL. Assim, aumentando a concentração de dexametasona induzem-se três graus de requerimento de insulina in vivo, servindo como modelo para investigação de alterações compensatórias em células ß. O aumento da demanda de insulina é compensado por aumento da função das células ß (em todos os GRUPOS DEX) e por hiperplasia e hipertrofia de células ß nos GRUPOS DEX 1.0 e DEX 0.5. Baseado nos presentes resultados concluímos que o aumento dos níveis circulantes de insulina parece ser o maior estímulo para proliferação e hipertrofia das células de células ß observado na RI induzida pela dexametasona. / Abstract: Insulin resistance (IR) is a condition that demand increased levels of circulating insulin that are normally provided by increase of ß-cell function and mass. The IR can be observed in several experimental rodent models such as transgenic, pregnancy, high-fat or high-caloric diet and from glucose infusion model. These models have aided in elucidating the compensatory mechanisms observed during the IR. The glucocorticoids are widely used to induce the pharmacological IR in animal models and in humans, with scientific purpose. Activation of insulin signaling and cell cycle proteins are crucial to the function and growth of adult ß-cells. At the present study, we showed models to investigation of pancreatic ß-cell function and growth in vivo from the daily administration of three different dexamethasone (DEX) concentration (0.1, 0.5 e 1.0 mg/kg, body weight, intraperitoneal - DEX 0.1, DEX 0.5 and DEX 1.0, respectively) for 5 consecutive days. The peripheral sensibility to glucose and insulin, insulin secretion and histomorphometrical parameters were investigated. The analyses of proteins related to ß -cell function and growth were done by Western blotting. DEX treatment induced IR in a dose-dependent manner. Incease of glucose-stimulated insulin secretion was observed in vivo as well as ex vivo in the three DEX groups. DEX 1.0 rats, that present moderate hyperglicemya and marked hyperinsulinemia, ehibited a 5.1-fold increase in ß-cell proliferation besides hypertrophy, with significant increase of ß -cell mass compared to CTL rats. DEX 0.5 rats, that are hiperinsulinemic and normoglicemic, also exhibited a significant 3.6-fold increase in ß-cell proliferation as well as ß -cell hypertophy. However, DEX 0.1 rats, which exhibited the lowest degree of insulin resistance, compensate for insulin demand by improving only ß -cell function. No alteration in cell death frequency was noted in ß -cells from the three DEX groups compared to CTL group. Activation of IRS-2/PI3-K/Akt/p70S6K pathway as well as the retinoblastoma protein in islets from DEX 1.0 and, in lesser extend, in DEX 0.5 group was observed compared to islets from CTL group. Therefore, increasing doses of dexamethasone induce three different degrees of insulin requirement in living rats, serving as a model to investigate compensatory beta-cell alterations. The increased insulin demand is compensated by increase of ß-cell function (in all DEX groups) and ß -cell hyperplasia and hypertrophy in DEX 0.5 and DEX 1.0 groups. Based on the present results we concluded that the augmented levels of circulating insulin seem to be the major stimulus for ß-cell proliferation and hypertrophy observed in dexamethasone-induced insulin resistance. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T21:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_ThiagoMartins_M.pdf: 1168177 bytes, checksum: 6c327ab4c396fab9844364b47f69ad79 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A desnutrição ainda é um problema de saúde pública que afeta principalmente países em desenvolvimento e sua prevalência chega a ser crescente em algumas áreas. Vários estudos obtiveram êxito em correlacionar a má nutrição em estágios iniciais de vida com o desenvolvimento de doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2 na vida adulta. No modelo de desnutrição pós desmame verifica-se menor secreção de insulina estimulada por glicose e outros agentes insulinotrópicos bem como menor expressão de várias proteínas envolvidas com a funcionalidade da célula b. Estudos realizados por nosso grupo e outros laboratórios mostram que a suplementação de camundongos com taurina aumenta a secreção de insulina além de regular o influxo de íons Ca2+ para as células b, etapa crucial para o processo secretório. Para avaliar os efeitos da taurina sobre animais desnutridos, utilizamos ratos wistar, machos com 21 dias de vida. Os animais receberam dieta contendo 17% de proteína (normoprotéica) (C) ou 6% de proteína (hipoprotéica) (D). Animais C e D receberam suplementação com taurina a 2,5% na água de beber por 30 dias (CT30 e DT30) ou 90 dias (CT90 e DT90). Em seguida avaliamos parâmetros biométricos e bioquímicos, tolerância à glicose, secreção de insulina estimulada por glicose e pelo agonista colinérgico carbacol, expressão de proteínas envolvidas no controle da secreção de insulina e, finalmente, registramos os movimentos citoplasmáticos de íons Ca2+ após estímulo com glicose e carbacol. Verificamos que a restrição protéica retardou o crescimento dos animais além de reduzir a concentração plasmática de proteínas totais (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54; CT90 = 6,87±0,19; D = 5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5) e albumina (C = 3,20±0,11; CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 = 2,49±0,09; DT90 = 2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) sem efeito da suplementação com taurina. Os animais D se mostraram mais tolerantes à glicose e a suplementação com taurina por 90 dias restaurou parcialmente a tolerância desses animais (C = 30249±2682; CT30 = 37255±6691; CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 = 23425±3856 AAC; n = 5-9). Nesse trabalho mostramos que a suplementação com taurina corrige a hipoinsulinemia verificada em animais desnutridos alimentados (C = 4,97±0,34; CT90 = 3,56±0,52; D = 1,39±0,10; DT90 = 3,31±0,70 ng/ml; n = 5-8) bem como a responsividade de ilhotas isoladas a concentrações crescentes de glicose. Verificamos também que a taurina normaliza a secreção de insulina potencializada pelo carbacol (C = 9,4+0,8; CT90 = 12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 = 9+0,7 ng/ml; n = 12). As respostas secretórias foram observadas em conjunto com a regulação da expressão das proteínas SERCA3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 = 149+11 % do C; n = 6), receptor muscarínico M3 (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10; DT90 = 108+14 % do C; n = 5) e sintaxina 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90 = 77+11 % do C; n = 5) que participam do controle de diferentes etapas do processo de secreção de insulina. Por fim, verificamos que a suplementação com taurina melhorou o padrão de oscilação de íons Ca2+ após estímulo com glicose. Concluímos então que a suplementação com taurina por 90 dias restaura a sensibilidade das ilhotas à glicose e ao carbacol possivelmente pela regulação do fluxo de cálcio para as células b bem como pela modulação da expressão de proteínas que controlam o processo de secreção de insulina. / Abstract: Malnutrition still is a public health issue, especially in developing countries. Many studies correlate malnourishment during early life and the development of cardiovascular disease and type 2 Diabetes Mellitus on latter stages. Animal models of malnutrition reveal impaired insulin secretion stimulated by glucose and other insulinotropic agents as well as lower expression of key proteins for b cell function. The literature shows that taurine supplementation increases insulin secretion and regulates calcium dynamics on b cells. Male, 21 days old, wistar rats received diet containing 17% (C) or 6% (D) of protein. Both groups received taurine supplementation on the drinking water for 30 (CT 30 and DT 30) and 90 (CT90 and DT 30) days. Next we assessed biometric and biochemical parameters, glucose tolerance, glucose and carbacholstimulated insulin secretion, protein expression of muscarinic M3 receptor, Phospholipase C b2, SERCA3, Syntaxin 1 and, finally, we registered cytoplasmic Ca2+ after stimulus with glucose and carbachol. Protein restricted rats showed lower body weight, plasma proteins (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54; CT90 = 6,87±0,19; D = 5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5), albumin (C = 3,20±0,11; CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 = 2,49±0,09; DT90 = 2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) and increased glucose tolerance (C = 30249±2682; CT30 = 37255±6691; CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 = 23425±3856 AUC; n = 5-9). Taurine supplementation had no effect upon nutritional status parameters and partially restored glucose tolerance and insulinemia to C levels. Taurine increased secretory response to glucose and carbachol (C = 9,4+0,8; CT90 = 12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 = 9+0,7 ng/ml; n = 12). It also increased protein expression of M3 receptor (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10; DT90 = 108+14 % of C; n = 5), SERCA 3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 = 149+11 % of C; n = 6) and syntaxin 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90 = 77+11 % of C; n = 5). Finally, taurine supplementation for 90 days improved Ca2+ dynamics when the islets were stimulated with glucose. In conclusion, these data show that taurine supplementation restores secretory responsiveness to glucose and carbachol possibly through Ca2+ dynamics modulation and increased expression of key proteins for insulin secretion. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T00:11:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanzela_EmerielleCristine_D.pdf: 2535043 bytes, checksum: eee7b54cea5f470c5637de8c4b3385f5 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A obesidade atingiu proporções alarmantes constituindo-se num fator de risco para o desenvolvimento de várias doenças. O aumento da resistência periférica à insulina acompanha esta patologia e a incapacidade da célula beta pancreática em suprir a maior necessidade por insulina leva ao desenvolvimento de intolerância à glicose, hiperglicemia e diabetes. Por esta razão, é importante investigar mecanismos que tornem a célula beta capaz de aumentar sua capacidade secretória. A exemplo da obesidade, resistência periférica à insulina é também observada durante a prenhez. No entanto, neste caso, a célula beta é capaz de aumentar a produção e secreção do hormônio, mantendo a tolerância à glicose em condições adequadas. Diante disso,decidimos investigar a sensibilidade à insulina e a consequente resposta das células beta pancreáticas durante a prenhez em ratas obesas. Observamos que a alimentação com a dieta de cafeteria aumentou o ganho de peso, bem como os depósitos de gordura das ratas. Ratas obesas não-prenhes (Caf) e prenhes (CafP) apresentaram tolerância à glicose diminuída, associada a um aumento da insulina plasmática em resposta à sobrecarga de glicose no grupo CafP. Apesar disso, as glicemias de jejum e pós-prandial foram normais nos dois grupos. No entanto, as ratas Caf e CafP apresentaram hiperinsulinemia (jejum e alimentado), aumento do índice insulina/glicose e do AGL plasmático (alimentado). Ainda, houve redução na sinalização da insulina no fígado e músculo esquelético das ratas Caf e CafP, aos 15 e aos 19 dias de prenhez, de forma mais exacerbada do que a redução observada nas ratas controle prenhes. Em paralelo, as ilhotas isoladas das ratas Caf secretaram menos insulina em resposta a diferentes estímulos. Contudo, o conteúdo total de insulina, a secreção estimulada por PMA (ativador da PKC), a produção decompostos redutores e a oxidação de glicose, na presença de 11,1 mmol/L do açúcar, foram similares entre as ratas Caf e as controle não-prenhes. Entretanto, as ilhotas isoladas das ratas Caf apresentaram redução na mobilização do Ca2+ citoplasmático livre frente à glicose ou tolbutamida, acompanhada pela redução da expressão gênica da subunidade ?1.2 do canal de cálcio voltagem-dependente (CaVa1.2), e da Ca2+- ATPase do retículo endoplasmático tipo 2a. Independente da dieta, a prenhez aumentou a secreção de insulina em resposta à glicose, a produção de compostos redutores, a oxidação de glicose, a amplitude e a frequência das oscilações do Ca2+ citoplasmático e, a expressão gênica do CaVa1.2. Concluindo, a prenhez nas ratas obesas melhorou o manejo do Ca2+ e restaurou a secreção de insulina por ilhotas isoladas. Contudo, esta restauração não foi suficiente para vencer o aumento da resistência periférica à insulina e normalizar a tolerância à glicose nas ratas obesas / Abstract: The incidence of obesity reached alarming levels worldwide. This illness constitutes a risk factor for the development of several other diseases. The augmented peripheral insulin resistance accompanies this pathology, and the failure of the pancreatic beta cell to overcome the higher demand for insulin causes glucose intolerance, hyperglycemia and diabetes. For this reason, it became interesting to investigate mechanisms that make the beta cell capable to increases its secretory capacity. As obesity, peripheral insulin resistance is also observed during pregnancy. Nevertheless, in this situation, the beta cell is capable to enhance insulin production and release, maintaining glucose tolerance at adequate levels. Therefore, we decided to investigate insulin sensibility and the consequent beta cell response during pregnancy in obese rats. We observed that cafeteria diet enhanced weight gain and fat pads in rats. Despite no differences were noticed in obese non-pregnant (Caf) and pregnant (CafP) rats, during fast and fed states, the glucose tolerance was diminished in these rats, associated with an augmented plasma insulin levels in response to a glucose load inCafP rats. However, Caf and CafP rats had hyperinsulemia (fast and fed), higher insulin/glucose index, and enhanced plasma FFA (fed state). In addition, we observed a reduction in insulin signaling in liver and skeletal muscle from Caf and CafP rats, at15th and 19th days of pregnancy, higher than that registered in control pregnant rats. Also, there was a reduction in insulin secretion induced by different stimuli in is lets from Caf rats. However, total islet insulin content, PMA-stimulated insulin secretion, production of reducing equivalents, and glucose oxidation in the presence of 11.1mmol/L glucose, were similar between islets from Caf and non-pregnant control rats .Nevertheless, glucose- and tolbutamide-induced Ca2+ mobilization, a1.2 subunit of thevoltage sensitive Ca2+ channel (CaVa1.2), and sarcoendoplasmic reticulum Ca2+ATPase 2a gene expression were reduced in islets from Caf rats. Independently of the diet, pregnancy enhanced glucose stimulated insulin secretion, reducing equivalents production, glucose oxidation, amplitude and frequency of cytoplasm Ca2+ oscillations, and CaVa1.2 gene expression. In conclusion, although pregnancy improved Ca2+ handling and restored insulin secretion in cafeteria diet-induced obese rats, this restoration was not enough to overcome the increase in peripheral resistance and normalize glucose tolerance in these obese rats / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jose Roberto Bosqueiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:23:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giozzet_VanessaAparecidaGoncalves_D.pdf: 2125921 bytes, checksum: 5e1d4923fcc0268442cc60af14fa58dd (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A desnutrição e a resistência periférica à insulina induzida por administração de glicocorticóides induzem compensações funcionais e morfológicas em ilhotas pan creáticas a fim de manter a homeostase glicêmica. Deste modo, investigamos as alterações desenvolvidas pelo tratamento com dexametasona (Dex) em animais submetidos à restrição protéica. Foram analisados: parâmetros metabólicos, secreção de insulina em resp osta a glicose e proteínas envolvidas na via de sinalização da insulina em ilhotas pancreáticas isoladas. Ratos submetidos à dieta hipoprotéica (LP) apresentaram características padrões que caracterizam a desnutrição como: diminuição de ganho de massa corp oral, redução dos níveis séricos de albumina, proteína total e insulina. Adicionalmente, os ratos LP exibiram aumento da sensibilidade periférica à insulina e redução da área das ilhotas pancreáticas comparadas ao grupo controle ( P < 0,05). Todos estes parâmetros apresentaram valores similares ao grupo controle nos ratos submetidos à dieta hipoprotéica e submetidos ao tratamento com Dex (LPD), exceto para o peso corpóreo ( P < 0,05). A secreção de insulina em ilhotas pancreáticas isoladas de ratos LPD aprese ntou maior responsividade à glicose, em níveis estimulatórios, comparados a secreção em ilhotas de ratos LP (P < 0,05). Paralelo aos resultados de secreção, os ratos LPD exibiram redução do conteúdo protéico de IRS-1, IRS-2 e aumento dos níveis protéicos d e p-FoxO1, p-ERK e PKC comparados ao grupo LP (P < 0,05). Concomitantemente, as ilhotas dos ratos LPD mostraram ¿se hipertrofiadas comparadas com ilhotas de ratos LP ( P < 0,05). Em conclusão, o tratamento com dexametasona reverte, ao menos parcialmente, os efeitos no metabolismo analisados e no funcionamento das ilhotas pancreáticas causados pela restrição protéica, confirmando a grande plasticidade das células ß frente a condições adversas facultativas e/ou permanentes / Abstract: Malnutrition caused by protein restriction and dexamethasone -induced insulin resistance, in vivo treatment (Dex) are conditions associated with morphological and functional alterations in pancreatic islets. Thus, the present study evaluated the dexamethasone treatment effects on the metabolic parameters, glucose-stimulated insulin secretion and proteins involved in the insulin - signalling pathway over low protein diet fed rats (LP). LP rats showed decrease in body weight, serum insulin, total serum protein, and serum albumin, patte rns that characterize the LP rats. Moreover, LP rats presented improved peripheral insulin sensibility and reduced islets area (P < 0,05). Except for the body weight (P < 0,05), all these parameters were proned to be normalized in rats exposed to a low protein diet and treated with dexamethasone (LPD), whose islets showed increased glucose stimulated insulin secretion (GSIS). In addition, LPD rats showed lower protein expression of IRS-1, IRS-2 and higher in p-FoxO1, p-ERK and PKC, while presenting pancreatic islet hypertrophy compared to LP rats islet. In conclusion, dexamethasone treatment revert the effects related to metabolism and islet function caused by diet protein restriction, confirming ß-cells wide plasticity, even in transient or lasting adverse conditions / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

O hiperinsulinismo congênito (CHI) é um distúrbio do pâncreas endócrino, mais freqüentemente causado por alterações dos canais de membrana KATP das células , resultando em secreção inapropriada de insulina e hipoglicemia severa e persistente nos recém-nascidos, que leva ao óbito ou a seqüelas neurológicas graves, se não diagnosticado a tempo. O diagnóstico depende da análise dos dados clínicos, laboratoriais, morfológicos e genético-moleculares (50% apresentam mutações dos canais KATP). As duas formas histopatológicas descritas requerem cirurgias radicalmente opostas: pancreatectomia quase-total (95-98%) na forma difusa que acomete todo o pâncreas, ou apenas exerese do foco adenomatoso de células , medindo em média 4,5 mm, na forma focal, e portanto a sua distinção é essencial durante o exame intra-operatório de congelação ou através de [18F]-L-Dopa PET-CT. Dez pacientes com CHI difuso e um com CHI focal, submetidos a pancreatectomia, foram analisados em relação a parâmetros clínicos, histopatológicos, de proliferação das células (IHQ de dupla marcação Ki-67 / insulina) e quanto à presença de mutações nos genes das únicas duas proteínas (SUR 1 e Kir 6.2) que formam os canais KATP, e comparados a 19 pâncreas controles normais da mesma faixa etária. Pacientes e controles foram estratificados em 3 meses e > 3 meses de idade. Nucleomegalia, ausente nos controles, foi observada apenas na forma difusa. Os critérios histológicos de maturação normalmente mais freqüentes nos controles 3 meses, foram freqüentemente observados nos recém-nascidos com CHI difuso > 3 meses, sugerindo um retardo na maturação do pâncreas endócrino destes pacientes. O índice de proliferação das células (Ki-67- LI), muito elevado nos focos adenomatosos da forma focal, foi útil na distinção destes focos dos agregados frouxos de ilhotas, histologicamente muito semelhantes, observados em dois casos difusos e um controle, que apresentam níveis de Ki-67-LI cerca de 10 vezes menor. Na forma difusa o Ki-67-LI também foi estatisticamente mais alto do que nos controles. Este é o primeiro estudo de pacientes com CHI no Brasil, e embora existam diferenças epidemiológicas entre os países relacionadas à determinação genética do CHI, não foram constatadas mutações ou novos polimorfismos nos exons 33-37 do gene ABCC8 (SUR 1) de 10/10 pacientes ou no único exon do gene KCNJ11 (Kir 6.2) de 4/10 pacientes / Congenital hyperinsulinism (CHI) is a rare pancreatic endocrine cell disease which most severe cases are found to be, at least in half of patients, associated with genetic defects in the -cell KATP channels. The aim of this study was to evaluate eleven Brazilian patients diagnosed, by standard criteria, as CHI non responsive to clinical therapy, and submitted to pancreatectomy, regarding: histology, -cell proliferation (IHC Ki-67 / insulin) and -cell KATP channels genes mutations in blood samples. For comparison of histology and -cell proliferation, 19 pancreatic control samples were included. According histology, ten patients were classified as diffuse and one as focal form. Nucleomegaly and -cells with abundant cytoplasm were absent in controls, and observed only in the group of diffuse CHI patients. Ki- 67-LI was useful to differentiate the adenomatous areas of the focal form CHI neonate from loose clusters of islets found in two diffuse form and one control samples. Proliferation was much higher in the focal CHI adenomatous areas, but diffuse CHI patients also have statistically higher Ki-67-LI than controls. This is the first genetic study of CHI patients in Brazil, and no mutations or new polymorphisms were found in the ABCC8 gene (SUR 1) (exons 33-37) or in the only exon of KCNJ11 gene (Kir 6.2) in 4/4 patients evaluated. On the other hand, enhanced -cell proliferation seems to be a constant feature in these patients both in diffuse and focal forms

Orientadores: Antonio Carlos Boschiero, Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_SandraMara_M.pdf: 1558318 bytes, checksum: d69677a862aa6ba8e96725b7d5c76a87 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Introdução e objetivos: A ARHGAP21 é uma Rho-GAP que promove a ativação de um fator intrínseco da Rho-GTPase Cdc42 responsável pela hidrólise de GTP à GDP e inativação da atividade da proteína. ARHGAP21 se associa à PKC? em cardiomiócitos e à porção C-terminal da FAK em glioblastomas, onde inibe a ativação de Rho-GTPases, e, com isso, o rearranjo do citoesqueleto de actina. A Cdc42, FAK e PKC? estão envolvidas na secreção de insulina estimula por glicose, diferenciação e proliferação de ilhotas pancreáticas. O objetivo deste trabalho foi investigar em células beta pancreáticas: 1) a expressão e localização da ARHGAP21; 2) o efeito da glicose na expressão das proteínas PKC?, FAK e Cdc42 e sua associação à ARHGAP21 e; 3) a função da ARHGAP21 no controle da secreção de insulina estimulada por glicose. Materiais e Métodos: A expressão e localização da ARHGAP21 em células MIN6 foram avaliadas por imunoflorescência. Células MIN6 foram tratadas na presença de 5,6 ou 22 mM de glicose ou, na ausência ou presença de insulina (0,2 U/ml) por 3 dias. Após a extração protéica a expressão das proteínas ARHGAP21, PKC, FAK e Cdc42 foi avaliada por Western blot. Células MIN6 foram incubadas em solução contendo 22 mM de glicose e coletadas em diferentes tempos (0, 5, 15, e 30 min) para avaliação da interação ARHGAP21/FAK e ARHGAP21/PKC? por imunoprecipitação e, para análise do grau de fosforilação tirosina 397 e 925 da FAK e em treonina 410 da PKC?. A expressão dessas proteínas também foi avaliada em ilhotas pancreáticas de camundongos Swiss neonatos previamente tratados por dois dias com 1 nM de anti-sense anti-ARHGAP21 ou mismatch. Essas ilhotas foram incubadas com 2,8 ou 16,7 mM de glicose e a secreção de insulina avaliada. Resultados: A ARHGAP21 localiza-se no citoplasma, mais acentuadamente na região da membrana plasmática. Glicose reduziu a expressão da ARHGAP21 e PKC? e não alterou a expressão da FAK e Cdc42, enquanto a insulina não alterou a expressão de nenhuma das proteínas estudadas. A glicose também promoveu a dissociação ARHGAP21/FAK, levando ao aumento na fosforilação da FAK seguido de aumento na associação ARHGAP21/PKC? e redução na fosforilação da PKC? em Thr 410. Animais Knockdown para ARHGAP21 apresentaram menor expressão de PKC? e maior expressão de Cdc42, além de um aumento na secreção de insulina por ilhotas pancreáticas tanto em condição sub- (2,8 mM) quanto supra-estimulatória (16,7 mM) de glicose. Conclusão: ARHGAP21 modula Cdc42 e FAK, proteínas responsáveis pelo rearranjo do citoesqueleto de actina e extrusão do grânulo de insulina, reduzindo sua expressão e atividade, o que inibe a secreção de insulina. Além disso, observamos que a glicose modula as interações ARHGAP21/FAK e ARHGAP21/PKC? / Abstract: Background/Aims: ARHGAP21 is a Rho-GAP that promotes activation of the Rho-GTPase Cdc42 intrinsic factor, which is responsible for the hydrolysis of GTP to GDP and those proteins inactivation. ARHGAP21 associates with PKC? in cardiomyocytes and to the C-terminal portion of FAK in glioblastoma, inhibiting Rho-GTPases and actin cytoskeleton rearrangement. Cdc42, FAK and PKC? promote glucose-stimulated insulin secretion, differentiation and proliferation in pancreatic islets. The aim this study was to assess in pancreatic beta cells: 1) ARHGAP21 expression and localization; 2) glucose effect in PKC?, FAK e Cdc42 expression and association to ARHGAP21; 3) The role of ARHGAP21 on glucose-stimulated insulin secretion. Materials and Methods: ARHGAP21 expression and localization in MIN6 cells were evaluated by immunofluorescence. MIN6 cells were treated with glucose (5.6 mM and 22 mM) or insulin (0.2 U/ml) for 3 days. After protein extraction, the ARHGAP21, PKC?, FAK e Cdc42 expressions were evaluated by Western blot. MIN6 cells were exposed for 0, 5, 15, e 30 min to 22 mM of glucose. ARHGAP21/FAK and ARHGAP21/PKC? interactions were evaluated for immunopreciption and phosphorylation of FAK in tyrosine 397 and 925 and phosphorylation of PKC? in threonine 410. The expression of these proteins also was evaluated in pancreatic islets of neonates Swiss mice previously treated for 2 days with 1 nM of ARHGAP21 antisense or mismatch oligonucleotides. These islets were incubated with 2.8 mM or 16.7 mM of glucose and insulin secretion was evaluated. Results: ARHGAP21 is localized in the cytoplasm, mainly the plasmatic membrane. Glucose reduced ARHGAP21 and PKC? expression but not altered FAK and Cdc42 expression, while insulin had no effect whatsoever on the expression of the studied proteins. Glucose also dissociated ARHGAP21/FAK, leading to increased FAK phosphorylation, which was followed by ARHGAP21/PKC? association and reduced Thr410 PKC? phosphorylation. ARHGAP21 Knockdown mice pancreatic islets had lower PKC? and higher Cdc42 expression, and also increased insulin secretion in both sub- (2.8 mM) and supra-stimulatory (16.7 mM) of glucose conditions. Conclusions: ARHGAP21 modulates Cdc42 and FAK, proteins responsible for rearrangement of actin cytoskeleton and extrusion of insulin vesicles, and reducing their expression leads to inhibited insulin secretion. Furthermore, we observed that glucose modulates ARHGAP21/FAK and ARHGAP21/ PKC? interactions / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschiero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T05:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_SandraMara_D.pdf: 2032504 bytes, checksum: da4ca0c7e913b98f9a0ec91b1a14ba82 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A ARHGAP21 é uma proteína da família das RhoGAPs (Proteínas ativadoras de GTPases Rho) que, em diferentes tipos de células, controla múltiplas funções tais como: migração, proliferação, diferenciação e tráfego intracelular de vesículas. Em ilhotas de camundongo Swiss neonato o knockdown da ARHGAP21 aumentou a secreção de insulina estimulada por glicose (GSIS), por mecanismos ainda desconhecidos. Contudo, não se conhece os efeitos da ARHGAP21 sobre a secreção de insulina e sobre a homeostase glicêmica em camundongos adultos. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar: a) em ilhotas pancreáticas de camundongo Swiss neonato knockdown para ARHGAP21, a expressão de genes envolvidos com a proliferação, maturação e extrusão de grânulos de insulina, bem como o rearranjo do citoesqueleto de actina; b) em camundongos C57BL/6 adultos, o efeito do knockdown da ARHGAP21 sobre GSIS e sobre alguns genes que codificam proteínas envolvidas na função secretória (maturação e extrusão) e sobre a homeostase glicêmica. Os neonatos foram tratados (i.p.) com 1 nmol de antisense anti-ARHGAP21 (neonato AS) ou mismatch (CTL) por dois dias (redução da expressão de 60%). Os adultos foram tratados (i.p.) com 1,5 nmol/g de antisense (adulto AS) ou mismatch (adulto CTL) por 3 dias consecutivos (redução de 50%). A secreção de insulina foi avaliada na presença de concentrações crescentes de glicose (2,8 - 22,2 mM). A F-actina (polímero) foi medida através da marcação com faloidina. A expressão gênica foi avaliada por PCR em tempo real. Tolerância à glicose e ao Piruvato foi medida através de ipGTT e ipPTT, respectivamente, e a sensibilidade à insulina através do ipITT, clamp hiperinsulinêmico-euglicêmico e, AKT fosforilada. Como já descrito, ilhotas de neonatos AS apresentaram maior secreção basal de insulina (2,8 mM) bem como menor presença de F-actina. Observamos também maior expressão dos genes da VAMP2 e SNAP25. Ilhotas de adultos AS apresentaram maior secreção de insulina apenas na presença de 22,2 mM. Contudo, o aumento do [Ca2+]i, induzido por glicose, foi similar ao CTL. Observou-se também aumento da expressão dos genes da SYT VII (SYNAPTOTAGMINA VII) e CX 36 (CONEXINA 36). Adultos AS apresentaram intolerância à glicose e aumento da insulinemia durante o ipGTT, acompanhado de resistência à insulina específica no músculo, além de menor produção de glicose pelo fígado. Concluímos que a ARHGAP21 modula negativamente a secreção de insulina em neonato provavelmente através do rearranjo da actina e da redução da expressão de VAMP2 e SNAP25. Em ilhotas isoladas de camundongos adultos, a ARHGAP21 modula negativamente a expressão de genes envolvidos na sensibilidade ao cálcio e resposta secretória (SYT VII e CX 36). Apesar da melhora na secreção de insulina, os adultos AS apresentaram intolerância à glicose com discreta resistência à insulina no músculo que parece ser compensada pela menor liberação de glicose pelo fígado / Abstract: ARHGAP21 is a protein of the RhoGAPs (Rho GTPases activating proteins) family that exerts several functions such as: migration, proliferation, differentiation and intracellular traffic of vesicles, in multiple cell types. In islets from Swiss mice knockdown for ARHGAP21 the glucose-induced insulin secretion (GSIS) was significantly increased, by mechanisms not yet elucidated. Although, it is still unknown the effects of ARHGAP21 knockdown on the insulin secretion and glucose homeostasis in adult mice. Here, we evaluated: a) in islets from ARHGAP21 knockdown mice the expression of genes involved in proliferation, maturation, and extrusion of the insulin containing granules, as well as on the rearrangement of the actin cytoskeleton, and b) the effect of ARHGAP21 knockdown on GSIS and on the expression of genes that encode proteins involved with the secretory function (maturation and extrusion), as well as on the glucose homeostasis in adult C57BL/6 mice. Neonatal Swiss mice received (i.p.) 1 nmol of anti-ARHGAP21 anti-sense (neonate AS) (reduction of 60%) or mismatch (neonate CTL), subcutaneously, for two days. Adult C57BL/6 mice received (i.p.) 1.5 nmol/g of anti-ARHGAP21 anti-sense (adult AS) (50% reduction) or mismatch (adult CTL) for three consecutive days. Insulin secretion was measured in the presence of increasing concentrations of glucose (2.8 ¿ 22.2 mM). F-actin (polymer) was measured using phalloidin. Gene expression was assessed by Real Time PCR. Glucose and Piruvate tolerance were measured by ipGTT and ipPTT, respectively, and insulin sensitivity by ipITT, hyperinsulinemic-euglycemic clamp, and AKT phosphorylation. Islets from neonate AS displayed higher insulin secretion at 2.8 mM glucose, and lower expression of F-actin. Higher expression of VAMP2 and SNAP25 genes was also observed. Islets from adult AS showed higher insulin secretion at 22.2 mM glucose. However, glucose-induced increase in [Ca2+]i was not different from CTL. The expression of SYT VII and CX 36 genes was also increased. Adult AS mice displayed glucose intolerance and higher insulinemia during ipGTT, accompanied by insulin resistance specifically in skeletal muscle, and a lower hepatic glucose production. In conclusion, ARHGAP21 negatively modulates insulin secretion in neonatal mice through the rearrangement of the actin cytoskeleton and reduction of the expression of VAMP2 e SNAP25 genes. ARHGAP21 also may negatively modulate the expression of genes involved in the Ca2+ sensitivity and secretory response (SYT VII and CX 36, respectively) in adult mice. Despite the higher insulin secretion, adult AS mice showed glucose intolerance associated with a mild insulin resistance in the skeletal muscle, which may be compensated by a lower glucose production in the liver / Doutorado / Fisiologia / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Everardo Magalhães Carneiro, Marcia Queiroz Latorraca / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T10:35:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Veloso_RobertoVilela_D.pdf: 1133010 bytes, checksum: ae2bb8d027240ebc20854087fa364a1b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A restrição protéica materna reduz o crescimento e promove alterações permanentes na estrutura e função de órgãos da prole, contribuindo para o desenvolvimento de doenças cardiovasculares, obesidade e diabetes. O consumo de alimentos à base de soja está associado a um menor risco de desenvolver diabetes pelo seu conteúdo de isoflavonas e pela composição de aminoácidos de sua proteína que contribuem para uma melhora na secreção de insulina. Tem sido sugerido que a genisteína, uma isoflavona da soja, modula a secreção de insulina através das vias AMPc/PKA e PLC/PKC. Deste modo, nós avaliamos o valor biológico da dieta à base de farinha de soja e seus efeitos sobre o crescimento de órgãos, o perfil de aminoácidos, insulina e metabólitos séricos em ratos submetidos à restrição protéica na infância e recuperados com essa dieta após o desmame, bem como o efeito da dieta à base de soja sobre a secreção de insulina em resposta a glicose e a ativadores do adenilato ciclase e proteína quinase C, além da expressão da PKAa e PKCa em ilhotas pancreáticas de ratos adultos. Ratos de mães alimentadas com 17% ou 6% de proteína (caseína) durante a gestação e lactação foram mantidos com dieta contendo 17% de proteína à base de caseína (grupos CC e RC) ou dieta com 17% de proteína à base de farinha de soja (grupos CS e RS) e dieta com 6% de proteína (grupo HP). Após 90 dias de idade, proles de mães alimentadas com dieta hipoprotéica exibiram déficit permanente de peso corpóreo e de concentrações séricas de insulina, taurina, glutamina, fenilserina e lisina, porém apresentaram um aumento no peso relativo dos órgãos, exceto do fígado. A dieta à base de farinha de soja reduziu o peso relativo do fígado e aumentou as concentrações séricas de insulina, taurina, ornitina e fenilserina. Embora ratos recuperados com soja (RS) tenham ingerido mais dieta proporcionalmente ao peso corpóreo do que os ratos recuperados com caseína (RC) eles mostraram menor coeficiente de eficácia alimentar, e resultou em peso corpóreo final similar entre esses grupos. As concentrações séricas de albumina e proteínas totais não diferiram entre os grupos RS e RC. A dieta à base de soja melhorou a resposta de células beta de ratos controles em concentrações fisiológicas de glicose, enquanto em ilhotas de ratos recuperados isso ocorreu na presença de concentrações suprafisiológicas de glicose. A presença de PMA induziu uma resposta secretória com potência similar em ilhotas dos grupos RS e CS e a expressão de PKC foi similar em todos os grupos, exceto no grupo HP, que expressou menores concentrações dessa proteína. A adição de forskolin ao meio de incubação aumentou a secreção de insulina em ratos recuperados e naqueles mantidos com caseína e a expressão de PKAa foi maior no grupo RS em relação ao grupo CS. Esses resultados sugerem que dieta à base de farinha de soja é capaz de promover a recuperação nutricional em animais submetidos à restrição protéica em fases críticas de desenvolvimento, melhorando o perfil de aminoácidos séricos que estimulam a secreção de insulina. Além disso, a melhora na secreção de insulina parece não ser devido a ativação das vias AMPc/PKA e inositol fosfato/PKC / Abstract: Maternal protein restriction leads to reduction in the growth of organs, permanent changes in their structure and functions contributing to development of cardiovascular disease, obesity and diabetes. Consumption of soy-based foods is associated to lower risk of diabetes by its isoflavone content and amino acid composition of its protein that contribute to improve of insulin secretion. It has been suggested that genistein, soy isoflavone, modulates the insulin secretion through of cAMP/PKA and PLC/PKC pathways. Thus, we evaluated the biological value of soybean flour diet and its effects on organ growth, serum amino acids, insulin and metabolites profile in rats submitted to protein restriction in early life and recovered with those diet after weaning, as well as, the effect of soybean diet on insulin secretion in response to glucose and activators of adenylate cyclase and PKC, besides the expression of PKA and PKC in pancreatic islets from adult rats. Rats from mothers fed with 17% or 6% protein (casein) during pregnancy and lactation were maintained with 17% casein (CC and CR groups) or soybean (SC and SR groups) diet and with 6% casein (LP groups) diet. At 90d of age offspring of protein-restricted-mothers exhibited permanent deficit of body weight, serum insulin, taurine, glutamine, phenylserine and lysine concentrations, but increased relative organs¿ weight, except liver. Soybean flour diet reduced the relative liver weight and increased serum insulin, taurine, ornithine and phenylserine concentrations. Although SR rats had eaten proportionally to body weight more diet than CR rats they showed lower feed conversion efficiency which resulted in the final body weight similar between these groups. The SR and CR also exhibited similar serum albumin and protein concentrations. Soybean diet improved the response of ß-cells from control rats to a physiological concentration of glucose, whereas in islets from recovered rats this occurred in presence of a supra-physiological glucose concentration. PMA induced similar potent secretory response in islets from SR and SC groups and PKC expression was similar in all groups, except LP that expressed lower levels this protein. Forskolin increased the insulin secretion in recovered rats and in those maintained with casein diet and PKA expression was higher in SR than in SC rats. These results suggest that soybean flour diet is able to promote the nutritional recovery in animals submitted to protein restriction in critical phase of development improving serum amino acid levels that have the stimulatory effect on insulin release. Moreover the improve of insulin secretion seemed does not to be due the activation of the cAMP/PKA and inositol phosphate/PKC pathways / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Carla Beatriz Collares-Buzato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T07:00:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos-Silva_JuniaCarolinaRebelo_M.pdf: 6726589 bytes, checksum: 09893d0d795475f8007b857273dde88e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As junções intercelulares são especializações da membrana plasmática através das quais células dentro de um tecido podem interagir e aderirem-se umas às outras. Nas ilhotas pancreáticas, as diferentes células endócrinas se interconectam por meio das junções de oclusão, comunicante, aderente e desmossomos. Tais contatos intercelulares parecem ser cruciais para o perfeito funcionamento deste órgão, porém, pouco se sabe sobre a função fisiopatológica e composição das junções intercelulares no pâncreas endócrino. O objetivo geral desta dissertação foi estudar a importância funcional da adesão e reconhecimento celular mediados pelas junções de oclusão (JO) e de adesão (JA) nos processos de maturação e disfunção da célula beta do pâncreas endócrino, ao longo do desenvolvimento do animal e na patogênese da diabetes tipo 2, respectivamente. Nossos dados mostram que as ilhotas de fetos e recém-nascidos de ratos Wistar, cuja resposta secretora de insulina à glicose é significativamente menor, apresentam uma morfologia menos organizada, caracterizada por um formato menos definido e uma associação mais freqüente com ductos, quando comparadas às ilhotas de jovens e adultos, que são responsivas à esse secretagogo. Na ausência de contato intercelular, quando as células das ilhotas de adultos foram dispersas, a resposta secretora de insulina foi completamente inibida, porém parcialmente restabelecida quando as células foram reagregadas. Quando comparado às ilhotas de adultos, o impacto da ausência de contatos intercelulares sobre a resposta secretora de insulina à glicose foi consideravelmente menor no caso das ilhotas de ratos recém-nascidos. A imunofluorescência para NCAM e pan-caderina revelou uma distribuição diferencial destas moléculas de adesão somente nas células das ilhotas pancreáticas de jovens e adultos, o que pode estar relacionada com a citoarquitetura típica (células beta, ocupando a região central e os outros tipos celulares na periferia da ilhota) adquirida no período pré-natal. Das proteínas associadas à JA e JO estudadas, ?- e ?-cateninas e ZO-1 (mas não a ocludina) foram expressas nas células endócrinas das ilhotas de todos os grupos experimentais. De forma geral, a imunofluorescência para tais proteínas revelou uma marcação intercelular menos definida nas células beta de ilhotas de recém-nascidos e fetos em comparação com os animais jovens e adultos. Isto pode indicar uma menor interação/adesão celular, que por sua vez, pode estar relacionada com a resposta secretora deficitária de insulina das ilhotas pancreáticas verificada na fase perinatal. Como modelo de diabetes do tipo 2, utilizamos camundongos C57, machos, alimentados com dieta hiperlipídica por 8 meses desde os 21 dias de idade. Após este período em dieta, os animais tornaram-se obesos e pré-diabéticos, apresentando moderada hiperglicemia e significativa hiperinsulinemia ao final desta dieta. Não observamos diferenças morfológicas marcantes entre os grupos e nem alterações significativas na distribuição intercelular da ZO-1, ?- e ?-cateninas nas ilhotas do grupo tratado em comparação ao grupo controle. Entretanto, verificou-se uma maior marcação intercelular para Ecaderina e uma maior associação de F-actina à membrana na região de contato intercelular nas células endócrinas das ilhotas do grupo pré-diabético em relação ao controle. Em conclusão, os contatos intercelulares mediados pelas proteínas associadas à JA e à JO parecem desempenhar um papel no processo de maturação do pâncreas do endócrino durante o desenvolvimento animal e na patogênese da diabetes do tipo 2 / Abstract: Intercellular junctions are specializations of the plasma membrane that allow cells within a tissue to interact and adhere to each other. In endocrine pancreas, the different endocrine cells are interconnected by tight, gap and adherens-type junctions. Such intercellular contacts seem to be crucial for the function of this organ, however, little is known about the pathophysiological role and biochemistry of intercellular junctions in the endocrine pancreas. The aim of this thesis was to study the importance of cell-cell recognition and adhesion mediated by proteins associated to tight and adherens junctions in pancreatic islets, with emphasis on the process of insulin secretion, along the animal development and in pathogenesis of type 2 diabetes. Pancreatic islets of foetuses (F) and newborn (N) Wistar rats, that display a relatively poor insulin secretory response to glucose, present an immature morphology and a less defined cytoarchitecture when compared to islets from young (Y) and adult (A) rats, that are responsive to glucose. The immunofluorescence for N-CAM and pan-cadherin, adhesion molecules that are important in cell segregation, revealed a differential distribution of these proteins only in cells of the islets from Y and A. A lower junctional content of ?-and ?-catenins and ZO-1 in islet cells was seen in F and N in comparison with Y and A. In addition, we found that in the absence of intercellular contact, the glucose-stimulated insulin secretion was completely blocked in A islets. In contrast, the impact of the disruption of cell-cell adhesion on insulin secretory response of N islets was relatively small. As a model of type 2 diabetes, we employed male C57 mice, fed on high-fat (HF) diet for 8 months since they were 21 days old. After HF diet, these mice became obese and pre-diabetic (displaying moderate hyperglycemia and marked hyperinsulinaemia). We did not observe marked differences either in morphology either in the intercellular distribution of ZO-1, ?- and ?-catenins in islets between the HF-treated and control groups. However, there was a stronger immunoreaction for Ecadherin at the cell-cell contact site and an increased association of F-actin to the plasma membrane of islet endocrine cells from pre-diabetic mice as compared to control ones. In conclusion, the intercellular contacts mediated by adherens and tight junction and their constitutive proteins seem to play a role in the developmental maturation of the endocrine pancreas and in the pathogenesis of type 2 diabetes / Mestrado / Histologia / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T13:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trevisan_Amon_M.pdf: 3520740 bytes, checksum: 90ddd0dc662586a0279a2c1e1f000b3b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os canais de cálcio voltagem-dependentes (CaV) são proteínas de membrana plasmática que conduzem cálcio, e são ativados pela despolarização da mesma promovendo influxo do íon, que serve como um segundo mensageiro intracelular, transformando sinais elétricos em químicos. Esse processo controla diversos eventos intracelulares, como exocitose, endocitose, contração muscular, transmissão sináptica e metabolismo. Em células beta (B), a secreção de insulina estimulada por glicose e/ou leucina ocorre por diversos sinais que levam à despolarização da membrana e influxo de cálcio, que age no processo de acoplamento estímulo/secreção dos grânulos contendo insulina. É possível a existência de efeitos sinérgicos entre o metabolismo da leucina e glicose, permitindo um controle fino da expressão gênica, produção e secreção de insulina em células B. Recentemente demonstramos que animais que sofreram um processo de restrição protéica modificam o mecanismo de secreção de insulina alterando a resposta secretória para diferentes secretagogos (glicose, aminoácidos, etc.). Nesse trabalho, buscamos elucidar o envolvimento dos íons cálcio nos processos de secreção de insulina, bem como avaliar a expressão gênica e protéica das subunidades alfa1 e beta2 do canal nos diferentes grupos estudados. Observamos uma redução na expressão gênica das duas subunidades do CaV em ilhotas de animais desnutridos e uma tendência de recuperação na expressão protéica da subunidade ?1 em animais desnutridos suplementados com leucina. As áreas abaixo das curvas (AUC) de cálcio das ilhotas não apresentaram diferença entre os grupos quando estimulados com alta (16,7 mM) glicose e 40 mM de K+, porém, há um aumento na área abaixo da curva quando estimuladas com tolbutamida no grupo desnutrido suplementado com leucina (LPL). As secreções de insulina frente a inibidores de canal de cálcio apresentaram resultados similares frente a alta glicose e tolbutamida, porém apresentando valores absolutos menores. Ilhotas provenientes de animais LPL apresentaram recuperação da taxa de liberação de insulina quando estimuladas com ácido ketoisocapróico, atingindo valores similares aos controles. Essa recuperação não foi observada quando estimulamos as ilhotas com cloreto de potássio. Observamos também uma redução na área das ilhotas de animais desnutridos, com recuperação a valores equivalentes aos controles quando há suplementação com leucina. Nossos dados sugerem que o manejo dos íons cálcio possa não estar diretamente envolvido na melhora da secreção de insulina por ilhotas de animais desnutridos suplementados com leucina, mesmo havendo uma melhora na expressão protéica da subunidade alpha1 do Cav em ilhotas de animais LPL, através de uma possível modulação pós-transcricional. / Abstract: Voltage-dependent calcium channels (CaV) are plasma membrane proteins that lead calcium, and are activated by depolarization of the same by promoting the influx of this ion, which serves as an intracellular second messenger, turning electrical signals into chemical. This process controls several intracellular events such as exocytosis, endocytosis, muscle contraction, synaptic transmission and metabolism. In beta cells (B), insulin secretion stimulated by glucose and/or leucine occurs by several signs that lead to membrane depolarization and calcium influx, which acts on the coupling process stimulus/secretion of granules containing insulin. It is possible that there are synergistic effects between the metabolism of glucose and leucine, allowing fine control of gene expression, production and insulin secretion in B cells. We have shown that animals which have undergone a process of protein restriction alter the mechanism of insulin secretion by altering the secretory response to different secretagogues (glucose, amino acids, etc.). In this paper we elucidate the involvement of calcium ions in the process of insulin secretion, as well assess the gene and protein expression of alpha1 and beta2 subunits of the channel in different groups. Observed a decrease in gene expression of two subunits of CaV in islets of malnourished animals and a recovery trend in protein expression of ?1 subunit in malnourished animals supplemented with leucine. The areas under the curve (AUC) for calcium of islets did not differ between groups when stimulated with high (16.7 mM) glucose and 40 mM K +, however, there is an increase in area under the curve when stimulated with tolbutamide in undernourished group supplemented with leucine (LPL). The secretions of insulin compared to calcium channel inhibitors showed similar results compared to high glucose and tolbutadima, although a smaller absolute values. Islets from LPL animals showed recovery of the rate of insulin release when stimulated with ketoisocaproic acid (KIC), reaching values similar to controls. This recovery was not observed when we stimulate the islets with potassium chloride. We also observed a reduction in the area of the islets of malnourished animals, with recovery to similar values for controls when supplementation with leucine. Our data suggest that the management of calcium ions can not be directly involved the improvement of insulin secretion by islets of malnourished animals supplemented with leucine, even with an improvement in protein expression of the alpha1 subunit of the Cav in islets of animals LPL, through a possible post-transcriptional modulation. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular