A terapia nutricional tem um importante papel no cuidado do paciente hospitalizado, reduzindo o consumo muscular e mantendo o estado nutricional do paciente. Em paciente previamente desnutridos, é possível que um suporte nutricional especializado seja ainda mais benéfico. Pacientes hospitalizados apresentam-se frequentemente com alteração glicêmica, seja por resposta ao estresse ou efeitos adversos de medicamentos e do suporte nutricional. A hiperglicemia, especialmente em pacientes sem diabetes, está associada a piores desfechos. A insulina faz parte do controle glicêmico de pacientes hospitalizados. Contudo, o melhor regime para administra-la ainda não está definido. Dessa forma, o primeiro estudo dessa tese consiste em uma revisão sistemática de pacientes hospitalizados que recebem suporte nutricional para definir qual o melhor regime de insulina para tratar hiperglicemia desses pacientes. Essa revisão incluiu um total de 17 estudos e 3260 pacientes. Contudo, não foi possível determinar qual o esquema de insulina para controle glicêmico de pacientes hospitalizados sob suporte nutricional. O segundo estudo dessa tese consiste em uma coorte que avaliou o suporte nutricional em 342 pacientes críticos desnutridos (índice massa corporal < 20 kg/cm2). O estudo não mostrou associação entre mortalidade intra-hospitalar e suporte nutricional na primeira semana de internação na unidade de terapia intensiva.

Introdução: O risco de desenvolver diabetes mellitus tipo 2 (DM2) aumenta com a idade, obesidade, inatividade física, dislipidemia, em certos grupos raciais e em pessoas com predisposição genética. As complicações do DM2 são causadoras de morbidade e mortalidade prematuras, principalmente relacionada à doença cardiovascular (DCV). Estudos epidemiológicos sustentam a hipótese de uma relação direta e independente entre níveis sanguíneos de glicose e DCV. Maior incidência de DCV aterosclerótica atribui-se, em parte, a fatores de risco associados, incluindo hipertensão arterial sistêmica (HAS) e dislipidemia. A aterosclerose parece ser mais extensa e precoce nos diabéticos do que na população em geral. Estudos têm identificado a resistência à insulina (RI) como fator preditor independente de DM2 bem como para DCV por ser um dos passos iniciais do processo de aterosclerose. Algumas das anormalidades relacionadas com a RI são HAS, dislipidemia, obesidade central, hiperglicemia e mais recentemente inflamação crônica. O tecido adiposo tem papel importante na etiopatogenia do DM2 e na RI pelo fato de produzir diversos hormônios como leptina, adiponectina e citocinas como a interleucina1β (IL1β), interleucina 6 (IL6) e fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) gerando um processo inflamatório crônico de baixa intensidade. Na última década, estudos sobre o papel da inflamação têm indicado que os mediadores inflamatórios contribuem diretamente para a disfunção da célula beta e para a RI. Algumas citocinas, em particular TNF-α e IL-1 β, estão envolvidas na apoptose de células β, diminuindo a secreção de insulina com consequente hiperglicemia. A associação entre obesidade, marcadores inflamatórios como adipocitocinas e RI tem sido investigada em várias populações. Tem sido sugerido que a IL-1 β seja um potencial alvo terapêutico para preservar a massa e função da célula β. Na indicação de fármacos, os mecanismos de RI, falência da célula beta, múltiplos fatores metabólicos comodislipidemia, inflamação vascular e as repercussões micro e macrovasculares devem ser lembrados. A Diacereína (4,5 diacetoxi-9,10-dioxi-9,10-dihidroantraceno-2-ácido carboxílico) é um composto vegetal derivado da antraquinona, sintetizado em 1980, com propriedades anti-inflamatórias evidenciadas previamente em modelos animais,sendo utilizada no tratamento de osteoartrite. Mostrou inibir a síntese e a atividade de citocinas pró-inflamatórias, tais como a IL1β. É convertida a reína, seu metabólito ativo. Os resultados de tolerabilidade e seu razoável perfil de segurança puderam ser observados em tempo tão prolongado como 3 anos. O evento adverso mais frequente foi diarréia. Objetivos: Avaliar a eficácia de diacereína na redução de marcadores inflamatórios e da hemoglobina glicada (A1C), glicemia de jejum, homeostatic model assessment insulin resistence (HOMA 1-IR) e lipídios em pacientes com DM2. Métodos: Ensaio clínico randomizado, cego, controlado por placebo, incluindo pacientes com DM2 em uso de anti-hiperglicemiantes. Os pacientes foram randomizados para diacereína 50mg, via oral, duas vezes ao dia, ou placebo, durante 90 dias. Os desfechos primários foram mediadores inflamatórios (IL1β, TNF-α, IL6 e IL10). Os desfechos secundários foram delta de A1C (%), delta de glicemia de jejum (mg/dl), lipídios (LDLc, HDLc, CT, TG), HOMA 1-IR e taxa de eventos adversos. Resultados: Observou-se melhora de marcadores inflamatórios no grupo diacereína e tendência a melhor controle metabólico. Não houve diferença entre os grupos nos deltas de A1C e glicemia de jejum, sendo que 31,4% (n=11) no grupo diacereína e 22,1% (n=8) no grupo placebo apresentavam A1C ≤7,0 (P=0,43) ao final do estudo. Não se observou efeito da diacereína sobre os lipídios e resistência à insulina (RI). Conclusões:Em relação aos marcadores inflamatórios, houve redução do TNF-α e de IL1β no grupo de intervenção em relação ao placebo em pacientes com DM2 em tratamento. Diacereína não foi mais eficaz que placebo em reduzir a A1C. Houve tendência a maior taxa de pacientes do grupo diacereína reduzirem os níveis de A1C abaixo de 7,0%. / Introduction: The risk of developing type 2 diabetes mellitus (DM2) increases with age, obesity, physical inactivity, dyslipidemia, also in certain ethnic groups and in people with genetic predisposition. The complications of DM2 cause early morbidity and mortality, especially related to cardiovascular disease (CVD). Epidemiological studies support the hypothesis of a direct and independent relation between blood glucose levels and CVD. A higher incidence of atherosclerotic CVD is partially assigned to associated risk factors, including Systemic Arterial Hypertension (SAH) and dyslipidemia. Atherosclerosis seems to be more extensive and premature in diabetics than in the general population. Studies have indicated insulin resistance (IR) as an independent predicting factor for DM2 and CVD because it is one of the initial steps of the atherosclerosis process. Some abnormalities related to IR are SAH, dyslipidemia, abdominal obesity, hyperglycemia, and more recently, chronic inflammation. The adipose tissue plays a major role in the etiopathogeny of DM2 and IR because it produces several hormones such as leptin, adiponectin, and cytokines including interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor alpha (TNFα), creating a low-intensity chronic inflammatory process. Over the last decade, studies on the role of inflammation have indicated that inflammatory mediators directly contribute to beta-cell dysfunction and IR. Some cytokines, especially TNFα and IL-1β, are involved in β-cell apoptosis, decreasing insulin secretion with further hyperglycemia. The association between obesity and inflammatory markers, such as adipocytokines and IR,has been investigated in several populations. It has been suggested that IL-1β is a potential therapeutic target to preserve β-cell mass and function. When prescribing medication, the IR mechanisms, beta-cell failure, multiple metabolic factors such as dyslipidemia and vascular inflammation, and micro- and macrovascular impacts should be reminded. Diacerein (4, 5-dimethyl-9, 10-dioxo-9, 10-dihydroanthracene-2-carboxylic acid) is a plant compound derived from anthraquinone, synthesized in 1980, with anti-inflammatory properties previously proved in animal models, and it is used for the treatment of osteoarthritis. Diacerein showed to inhibit the synthesis and activity of pro-inflammatory cytokines such as IL-1β; it is converted to rhein, which is its active metabolite. Tolerance results and reasonable safety profile could be observed in as long as 3 years. The most frequent adverse event was diarrhea. Objectives: To assess the effectiveness of diacerein in reducing inflammatory markers, glycated hemoglobin (A1C), fasting glucose, homeostatic model assessment insulin resistance (HOMA1-IR), and lipids in DM2 patients. Methods: Randomized and blind clinical trial, placebo-controlled, including DM2 patients under anti-hyperglycemic drugs. Patients were randomized with 50 mg diacerein, orally, two times a day, or placebo for 90 days. Primary outcomes were inflammatory mediators (IL-1β, TNFα, IL-6, IL-10). Secondary outcomes were A1C delta (%), fasting glucose delta (mg/dl), lipids (LDLc, HDLc, CT, TG), HOMA1-IR, and rate of adverse events. Results: An improvement of inflammatory markers was observed in the diacerein group, as well as the tendency for better metabolic control. There was no difference between the groups in A1C and fasting glucose deltas, considering that 31.4% (n=11) in the diacerein group and 22.1% (n=8) in the placebo group presented A1C ≤ 7.0 (P=0.43) at the end of the study. The effect of diacerein on lipids and insulin resistance (IR) were not observed. Conclusions: Regarding inflammatory markers, there was a reduction of TNFα and IL-1β in the intervention group concerning placebo in DM2 patients under treatment. Diacerein was less effective than placebo in reducing A1C. A higher rate of patients from the diacerein group tended to reduce the levels of A1C below 7.0%.

O diabetes mellitus (DM) é um importante problema de saúde pública em todo o mundo, já tendo atingido 12 milhões de brasileiros, podendo ser classificado como tipo 1 ou tipo 2, de acordo com a sua etiologia. Em ambos os casos o resultado final é a hiperglicemia¸ que por sua toxicidade promove o surgimento de comorbidades, como doenças cardiovasculares, retinopatia, nefropatia e neuropatia periférica. A toxicidade da hiperglicemia é mediada pela produção de espécies reativas, promovendo aumento do estresse oxidativo. Embora a retina, os rins e os nervos periféricos sejam os tecidos mais sensíveis à hiperglicemia, inúmeros outros órgãos e tecidos também são afetados pela mesma, tais como fígado¸ músculo esquelético, pâncreas, vasos sanguíneos e até o mesmo o cérebro. Uma vez que os maiores efeitos deletérios do excesso de glicose são mediados por estresse oxidativo a busca por novos compostos e moléculas antioxidantes que sirvam como opção terapêutica ou adjuvante para o DM é foco de inúmeros trabalhos científicos da atualidade. Grande parte direciona-se à compostos bioativos presentes em plantas e alimentos, chamados de fitoquímicos. Alguns fitoquímicos já demonstraram atenuar alterações do DM, retardá-lo e até mesmo preveni-lo enquanto outros ainda estão sendo avaliados. O sulforafano (SFN) é um destes fitoquímicos; trata-se de um glicosídeo sulfurado presente em vegetais crucíferos, com alta capacidade antioxidante, indutor de enzimas de fase 2. Em razão de suas características, o objetivo desta tese foi avaliar os efeitos do SFN em dois modelos de indução de DM (por dieta e por estreptozotocina) e também sobre parâmetros metabólicos do sistema nervoso central de ratos. No modelo por dieta hiperpalatável os animais foram tratados concomitantemente com 1mg/kg de SFN, via gavagem diária durante 4 meses, para testar seu efeito na prevenção da resistência à insulina. Os animais tratados com o fitoquímico tornaram-se mais hiperglicêmicos e houve uma tendência à diminuição da expressão do transportador de glicose 3 (GLUT-3) no córtex e no hipotálamo dos mesmos, embora perfil lipídico, provas de função hepática e renal não tenham sido afetados. Em decorrência das alterações na glicemia e na expressão do GLUT 3 dois novos estudos foram desenhados. Um deles objetivou caracterizar os efeitos de uma curva de concentração de SFN (0 a 10 M) sobre a viabilidade celular, produção de CO2, síntese proteica e lipídica em córtex cerebral de ratos jovens e adultos. Nenhuma alteração na viabilidade foi encontrada, entretanto os valores mais baixos da curva (0,25 and 0,5 M) aumentaram a oxidação de leucina e a síntese proteica nos animais jovens, enquanto as concentrações mais altas (5 e 10 M) diminuíram estes mesmos parâmetros. Nenhuma alteração pode foi observada no córtex cerebral de animais adultos. A partir das alterações apresentadas pelos animais jovens também avaliamos neste trabalho de caracterização a atividade das enzimas Na+,K+-ATPase e glutamina sintetase, além da produção de radicais livres por oxidação de DCFH e pudemos constatar que as concentrações de SFN 5 e 10 M aumentaram a atividade da Na+,K+-ATPase e tem uma tendência a aumentar a glutamina sintetase e a produção de radicais livres, o que não ocorre nas concentrações 0.25 and 0.5 M. Concluímos desta forma que, de acordo com a concentração, o SFN pode estimular o consumo de ATP via Na+,K+-ATPase, diminuindo a liberação de CO2, e diminuir a conversão de glutamato a glutamina, o que associado à uma menor síntese proteica aumenta a possibilidade de uso de aminoácidos para produção de glutamato e posterior acúmulo do mesmo, promovendo excitotoxicidade. O outro estudo desenhado avaliou diferentes doses de SFN (0,1, 0,25 e 0,5 mg/kg) na prevenção da indução do DM por estreptozotocina. Todas as doses tiveram sucesso na prevenção da indução e na preservação do glicogênio hepático comparadas com o grupo diabético que não recebeu SFN. Entretanto, foram observadas elevação do colesterol total e diminuição da ureia plasmática. Para ampliar o espectro de efeitos, decidimos testar uma das doses utilizadas neste trabalho (5 mg/kg) pós indução de DM por estreptozotocina, administrada via intraperitoneal por 21 dias sobre glicemia, lipídios e defesas antioxidantes. Observamos que a sensibilidade à insulina é maior nos animais diabéticos que receberam SFN, além do perfil lipídico ser similar ao de animais não diabéticos. Entretanto, o SFN não exerceu nenhum efeito sobre a atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e catalase, tampouco sobre os grupamentos sulfidril. Concluímos com este conjunto de dados que o fitoquímico SFN pode exercer efeitos de prevenção do DM induzido por estreptozotocina e da dislipidemia secundária a ele, bem como ser estimulador do metabolismo energético e da síntese proteica em córtex de ratos jovens, de acordo com a dose/concentração utilizada. Corrobora com isso os efeitos deletérios observados na glicemia, expressão de GLUT3, diminuição do metabolismo energético e síntese proteica observados com a doses/concentrações mais altas. Consideramos como maior contribuição deste trabalho a confirmação do o tênue limite existente entre benefício e malefício de compostos antioxidantes, determinado apenas pela dose utilizada. / Diabetes mellitus (DM) is an important health problem around the world, that already reached 12 million brazillian, and according the etiology can be classified as type 1 or type 2. In both cases the result is hyperglycemia and its toxicity promotes comorbidities such as cardiovascular disease, retinopathy, nephropathy and peripheral neuropathy. Hyperglycemia toxicity is mediated by production of reactive species and increase oxidative stress. Although eyes lens, kidneys and peripheral nerves are the tissues most sensitive to hyperglycemia, several organs and tissues also are affected by high glucose, like liver, muscle, pancreas, blood vessels and even the brain. Because major deleterious effects of excessive glucose are mediated by oxidative stress the search for new antioxidant compounds and molecules that acts as terapeuthical or adjuvant options are the aim of recent scientific works. Most of them focus on bioactive compounds present in plants and food, called phytochemicals. Some phytochemicals have been shown to ameliorate, delay and even prevent some DM complications, while others still are under evaluation. Sulforaphane (SFN) is one of them; it is a glycoside sulphide found in cruciferous vegetables, which have antioxidant properties by induce phase 2 detoxification enzymes. Due this, the aim of this thesis was to evaluate SFN effects on two models of DM induction (by diet and by streptozotocin) and also on metabolic parameters of rats central nervous system. In the model of induction with a highly palatable diet, the animals were concomitantly treated with SFN 1mg/kg by daily gavage during 4 months, to test the compound effects on prevention of insulin resistance. Animals treated with SFN became more hyperglicemic and also had a trend to decrease glucose transporter 3 (GLUT3) expression on brain cortex and hypothalamus. However lipid profile, hepatic and kidney markers were not affected. Because of glycemic and GLUT 3 alterations observed we decided to design two other studies. One of the aimed to characterize the effects of dose response curve of SFN (0 a 10 M) on cellular viability, CO2 production, protein and lipid synthesis in brain cortex of young and adult rats. No alteration in cellular viability was found, however lower SFN concentrations (0,25 and 0,5 M) increased CO2 production and protein synthesis in young animals, while higher concentrations (5 e 10 M) decreased same parameters. None of this alterations were observed in brain cortex of adult animals. Considering the results of young animals we also evaluated in this characterization work the activity of Na+,K+-ATPase and glutamine syntethase enzymes, besides free radical production by DCFH oxidation. We could inferred that SFN 5 e 10 M increased Na+,K+- ATPase activity and also there is a trend to increase glutamine syntethase activity and free radicals production. But the same results do not occur under SFN 0.25 and 0.5 M. we conclude that SFN can stimulate ATP consumption by Na+,K+-ATPase, decreasing CO2 production and reduce glutamate conversion to glutamine, which associated to a lower protein synthesis drives more aminoacids to glutamate production and its subsequent accumulation, promoting excitotoxicity. The other designed study tested different SFN doses (0.1, 0.25 e 0.5 mg/kg) on prevention of DM induction by streptozotocin. All tested doses succeed on the prevention and preservation of hepatic glycogen levels compared to the diabetic group who not received SFN. However, we observed elevation of total cholesterol and decrease of serum urea in the same animals. To expand the spectrum of effects, we decided to evaluate one of the doses used in this work (5 mg/kg) injected intraperitoneally during 21 days post-induction of DM by streptozotocin, on glycemia, lipids levels and antioxidant defenses. We noted that insulin responsiveness is better on diabetic animals who received SFN besides they showed lipid profile similar to non-diabetic. Unfortunately, SFN did not exert any effect on antioxidant enzymes superoxide dismutase and catalase, neither on sulfydril groups. With this set of information we conclude that the phytochemical SFN can act on DM prevention induced bu streptozotocin and the consequent dyslipidemia, the same way that can stimulate energetic metabolism and protein synthesis on brain cortex of young rats according to the dose/concentration used. Corroborates with this the deleterious effects found in glycemia, GLUT 3 expression, decrease in energetic metabolism and protein synthesis observed under the higher doses/concentrations. We consider as major contribution of this work the confirmation of the subtle limit between beneficial and harmfulness of antioxidant compounds, determined only by the dose used.

O Diabetes Mellitus é caracterizado por hiperglicemia resultante de defeitos na secreção de insulina, na ação da insulina, ou ambos. Recentemente foi demonstrado que além do comprometimento de órgãos como o fígado, o sistema nervoso central também sofre os efeitos deletérios do diabetes, uma vez que a encefalopatia diabética foi reconhecida como uma complicação deste distúrbio metabólico heterogêneo. Existe uma associação bem reconhecida entre a depressão e o diabetes, uma vez que a prevalência da depressão em indivíduos diabéticos é maior do que na população em geral, e o clonazepam vem sendo utilizado para tratar esta complicação. O estresse oxidativo parece desempenhar um papel importante no desenvolvimento e na progressão do diabetes e suas complicações. Foi analisado neste estudo o dano a proteínas e o status antioxidante no fígado e no córtex, hipocampo e estriado, além do dano ao DNA e a lipídeos nas referidas áreas cerebrais de ratos diabéticos induzidos por estreptozotocina submetidos ao teste da natação forçada. Além disso, foi avaliado o efeito antioxidante da insulina e/ou do clonazepam nas áreas cerebrais desses animais, bem como no fígado. Ainda, foi investigado o efeito do tratamento sobre os níveis de taurina no córtex cerebral e no plasma dos animais. Verificou-se que os animais diabéticos sob comportamento do tipo depressivo apresentaram dano a proteínas e alteração do status antioxidante no fígado e nas referidas áreas cerebrais, bem como dano ao DNA e a lipídeos nos tecidos cerebrais avaliados. O tratamento agudo com insulina e/ou clonazepam protegeu frente ao estresse oxidativo tanto no fígado quanto no córtex, hipocampo e estriado, uma vez que foi evidenciado o efeito antioxidante desses tratamentos. Ainda, foi verificado que as concentrações de taurina estão diminuídas no plasma e aumentadas no córtex cerebral desses animais, e que estes efeitos foram corrigidos pelo tratamento agudo de insulina e/ou clonazepam. Estes dados sugerem que a associação dos dois fármacos em questão pode proteger frente ao estresse oxidativo no fígado e no cérebro de ratos diabéticos submetidos ao teste da natação forçada. / Diabetes Mellitus is characterized by hyperglycemia resulting from defects on insulin secretion, insulin action, or both. It was recently demonstrated that in addition to the involvement of organs such as the liver, the central nervous system is not spared from the deleterious effects of diabetes, since diabetic encephalopathy was recognized as a complication of this heterogeneous metabolic disorder. There is a well recognized association between depression and diabetes, once prevalence of depression in diabetic patients is higher than in general population, and clonazepam is being used to treat this complication. Oxidative stress is widely accepted as playing a key mediatory role in the development and progression of diabetes and its complications. In this work, damage to proteins and antioxidant status in liver and in cortex, hippocampus and striatum were analyzed, as well as DNA and lipid damage in the referred brain areas from streptozotocin-induced diabetic rats submitted to forced swimming test. Furthermore, the antioxidant effect of insulin and/or clonazepam was evaluated in liver and brain areas from the animals. Moreover, the effect of the treatment on the taurine levels in plasma and cortex from animals was also investigated. It was verified that diabetic animals under depressive-like behavior presented protein damage and an unbalance in antioxidant status in liver and in the referred brain areas. The animals also showed DNA and lipid damage in brain areas evaluated. The acute treatment with insulin and/or clonazepam protected against oxidative stress in liver and in the cortex, hippocampus and striatum, since the antioxidant effect of these treatments has been evidenced. In addition, it was shown that taurine concentrations are decreased in plasma and increased in the cerebral cortex from these animals, and that these effects were corrected by the insulin and/or clonazepam acute treatment. These data suggest that the association of these two drugs can protect against oxidative stress in liver and brain from diabetic rats submitted to forced swimming test.

Insulina e o fator de crescimento semelhante à insulina-1 (IGF-1) afetam positivamente as funções cerebrais. O exercício físico é um mediador de adaptações do SNC, enquanto o envelhecimento pode ser considerado um fator de risco para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Neste trabalho investigamos o efeito do exercício físico, dieta hiperpalatável e envelhecimento no sistema insulina/IGF-1 em hipocampo de roedores. No trabalho onde utilizamos uma dieta hiperpalatavel, para mimetizar o estilo de vida ocidental, causou uma diminuição na passagem de IGF-1 pela barreira sangue cérebro devido ao aumento nos níveis de triglicerídeos séricos. Os trabalhos onde utilizamos camundongos/ratos envelhecidos para verificar os efeitos do sistema insulina/IGF-1no SNC mostraram que, apesar de ocorrer uma compensação do cérebro em aumentar o transporte de IGF-1 pela barreira sangue cérebro e aumento dos receptores em hipocampo, ocorreu uma diminuição da sinalização pós-receptor, assim como perda da melhora cognitiva induzida pela insulina em animais jovens que induziu a produção de fatores tróficos. Nossos resultados apontam que exercício físico aumenta a sensibilidade à insulina no hipocampo por aumentar a translocação e ativação do receptor de insulina e ativação nas proteínas intracelulares. Os resultados apontam para um efeito antioxidante da insulina em preparações de sinaptossoma de ratos quando estimulamos a respiração mitocondrial com succinato. Estes resultados demonstram que fatores ambientais afetam profundamente a ação de hormônios responsáveis pela manutenção da homeostasia cerebral. / Insulin and insulin like growth factor-1 (IGF-1) affect the brain function. Physical exercise is proposed as a neurotrophic factor, while aging is considered a key factor to neurodisease. In our work we analyze the effect of physical exercise, high palatable diet and aging in insulin/IGF-1 system in hippocampus of the mice. High palatable diet decreased the transport of IGF-1 in blood brain barrier (BBB) by increased in the serum levels of triglycerides. Aged mice/rats had decrease in insulin/IGF-1 system in brain. Aged mice try to compensate this impair in IGF-1 signaling by increase the transport of hIGF-1 in BBB and increased the levels of IGF-1 receptor in hippocampus, however the intracellular signaling were decreased in aged mice. Aged rats showed resistance to benefits effect of insulin in cognition. Physical exercise increases the insulin sensitivity in hippocampus by increase the translocation and activation of intracellular proteins. Moreover insulin showed an antioxidant effect in synaptossome of the rats. Our results pointing to environmental factors modulated the insulin/IGF-1 system and affect the brain function.

A insulina e o IGF-I são hormônios que possuem alta homologia, isto é, apresentam grande semelhança estrutural no que se refere a sequencia de aminoácidos. Assim como os hormônios, seus receptores de membrana também são semelhantes, e a similaridade de suas sequencias de aminoácidos é em torno de 50%. Essas semelhanças permitem que ambos os hormônios se liguem aos seus receptores com alta afinidade e ao receptor do outro hormônio com menor afinidade. Tanto insulina como IGF-I desencadeiam uma série de efeitos sobre as células de Sertoli, como transporte de glicose e produção de lactato. Dessa forma, este estudo tem por objetivo investigar a ação do IGF-I e da insulina sobre a captação de cálcio, o transporte de aminoácido e glicose, além de suas ações eletrofisiológicas em células de Sertoli de ratos de 12 a 15 dias e de 30 dias de idade. Para o registro do potencial de membrana foram utilizados túbulos seminíferos isolados de testículos de ratos Wistar machos de 12 a 15 dias de idade e de 30 dias de idade. O registro intracelular da célula de Sertoli foi realizado utilizando microcapilares de borossilicato preenchidos com KCl 3 M acoplados a um eletrômetro. Foi realizada a aplicação tópica de IGF-I (100 ng/ml) e insulina (100 μM) isoladamente e também após a perfusão com a verapamil (100 μM) e JB1 (1 μg/ml). A captação de 45Ca2+ foi investigada se utilizando testículos inteiros. Os tecidos foram pré-incubados em KRb com 45Ca2+ por 60 minutos para equilibrar o meio intra e extracelular de 45Ca2+. Em seguida, as gônadas foram incubadas por 2 minutos em KRb com 45Ca2+ com ou sem IGF-I ou insulina. O transporte de [14C]MeAIB e [14C]2-DG também foram investigados se utilizando de testículos inteiros. Com pré-incubação de 30 minutos em KRb sem [14C]MeAIB ou [14C]2-DG, e posterior incubação de 45 minutos com [14C]MeAIB ou de 120 minutos com [14C]2-DG, com ou sem o respectivo hormônio a ser investigado. Os resultados foram dados como média ± SEM. Os dados foram analisados pelo teste T student para comparação entre dois grupos ou ANOVA para medidas repetidas com o pós-teste de Bonferroni. IGF-I e insulina produziram um efeito despolarizante sobre o potencial de membrana das células de Sertoli de ratos imaturos. Este efeito é dependente do influxo de cálcio, uma vez que a perfusão com verapamil bloqueou a ação dos dois hormônios. A reposta despolarizante do IGF-I foi bloqueada pelo JB1, enquanto que a resposta à insulina foi parcialmente bloqueada. Em ratos de 30 dias, apenas a insulina apresentou uma despolarização significativa. IGF-I e insulina também estimularam a captação de cálcio, aminoácido e glicose. A ação da insulina sobre o transporte de cálcio foi totalmente bloqueada pelo JB1 enquanto que do IGF-I foi apenas parcialmente bloqueado. Já sobre o transporte de aminoácido, o JB1 não exerceu qualquer efeito sobre a ação da insulina, enquanto que o efeito do IGF-I foi parcialmente bloqueado. E a estimulação do transporte de glicose pelo IGF-I não foi bloqueada pelo JB1, e a da insulina parcialmente bloqueada. Esses dados mostram que IGF-I e insulina, em diferentes parâmetros, se utilizam não apenas de seus receptores cognatos, mas também de outros receptores de membrana. Dessa forma, ficou claro que a sinalização gerada por esses hormônios nas células de Sertoli depende da presença dos receptores de ambos os hormônios na membrana celular para que eles sejam capazes de interferir nos processos metabólicos e funcionais dessas células. / Insulin and IGF-I are hormones which have high homology. In other words, they have high structural similarity with regard to the sequence of amino acids. As well as the hormones, their membrane receptors are also similar, and the similarity of their amino acid sequences is around 50%. These similarities allow both hormones bind to their receptors with high affinity and to each other's receptor with lower affinity. Both insulin and IGF-I trigger a number of effects on the Sertoli cells, such as transporting glucose and lactate production. Thus, this study aims to investigate the action of IGF-I and insulin on calcium uptake, transport of amino acids and glucose, as well as their electrophysiological actions in Sertoli cells from 12- to 15- and 30-days-old rats. To record the membrane potential were used isolated seminiferous tubules from 12- to 15- and 30-days-old rats. The intracellular recording of Sertoli cells was performed using microcapillaries filled with 3 M KCl coupled to an electrometer. Was performed topical application of IGF-I (100 ng/ml) and insulin (100 mM) alone and also after infusion with verapamil (100 mM) and JB1 (1 μg/ml). The uptake of 45Ca2+ was investigated using whole testes. Tissues were pre-incubated in KRb with 45Ca2+ for 60 minutes to equilibrate intra and extracellular medium. Then, the gonads were incubated for 2 minutes in KRb with 45Ca2+ and with or without IGF-I or insulin. The transport of [14C]MeAIB and [14C]2-DG were also investigated using whole testes. Which was pre-incubated for 30 minutes in KRb without [14C]MeAIB or [14C]2-DG, and further was incubated for 45 minute in KRb with [14C]MeAIB or 120 minutes with [14C]2-DG, with or without the respective hormone to be investigated. The results are given as mean ± SEM. Data were analyzed by Student's t test for comparison between two groups or ANOVA for repeated measures with Bonferroni post-test. IGF-I and insulin produced a depolarizing effect on the membrane potential of Sertoli cells from immature rats. This effect is calcium influx dependent, since the verapamil infusion blocked the action of the two hormones. The depolarizing response of IGF-I was blocked by JB1, whereas the depolarizing response of insulin was partially blocked. In 30-day-old rats, only insulin showed a significant depolarization. Insulin and IGF-I also stimulated the uptake of calcium, amino acids and glucose. The action of insulin on calcium uptake was completely blocked by JB1 while IGF-I was only partially blocked. On amino acid transport, JB1 had no effect on the insulin action, while IGF-I effect was partially blocked. And stimulation of glucose transport by IGF-I was blocked by JB1 and partially blocked the insulin effect. These data show that IGF-I and insulin on different parameters, use not only their cognate receptors, but also other membrane receptors. Thus, it became clear that the signal generated by these hormones in Sertoli cells depends on the presence of receptors for both hormones in the cell membrane to they are able to interfere on the functional and metabolic processes of these cells.

A obesidade é uma epidemia em todo o mundo, além de ser um fator envolvido em muitas doenças como a resistência à insulina e diabetes tipo II.Verificamos o efeito da dieta hiperlipídica (HF) e exercício físico sobre sinalização em hipocampo e sobre parâmetros periféricos indicadores de resistência à insulina. Camundongos CF-1 foram mantidos por 5 meses nos tratamentos (HF e exercício físico). Analisamos o imunoconteúdo de AKT, pAKT Ser473, , ERK 1/2, pERK 1/2, CREB e pCREB em hipocampo. O triacilglicerol sérico (TAG), o colesterol e o HDLc foram determinados no sangue e o TAG e o glicogênio no fígado. Os tratamentos não alteraram as proteínas totais (AKT, ERK 1/2 e CREB) no hipocampo. HF causou aumento no estado de fosforilação de AKT ser473 (p=0.05). O exercício causou aumento no estado de fosforilação em ERK 1/2 (p=0.03) e em CREB (p=0.05). Além disso, o exercício reverteu o efeito prejudicial da HF, em aumentar a concentração de TAG hepático (p=0.05) e diminuir a concentração de glicogênio (p=0.05), além de impedir o ganho de tecido adiposo na região abdominal. Estes dados fornecem evidências dos efeitos da HF e do exercício físico na sinalização hipocampla e sobre parâmetros periféricos indicadores de resistência à insulina. / Obesity is an epidemic all around the world and is a factor involved in many diseases as insulin resistance and diabetes type II. The present study examined the effect of high fat diet (HF) and physical exercise on peripheral tissue and hippocampus signaling. CF-1 mice were maintained for 5 months in treatments (high fat diet and physical exercise). We analyzed AKT, pAKT Ser473, pAKT thr308, ERK 1/2, pERK 1/2, CREB and pCREB immunocontent in hippocampus. Serum triacylglicerol (TAG), Cholesterol and HDLc wereanalyzed in serum and TAG and glycogen were assayed in liver. Treatments did not alter total proteins (AKT, ERK 1/2 and CREB) in hippocampus. HF caused an increased in phosphorylation status of AKT ser473 (p=0.05), but not in pAKT thr308. Exercise caused an increased in phosphorylation status in ERK 1/2 (p=0.03) and CREB (p=0.05). Furthermore, exercise was able to invert the harmful effect of HF, as the increased fatty liver (p=0.05) and decreased glycogen liver (p=0.05), and impede of gain of weight fat in abdominal region. These data provide evidences for the effects of HF diet and exercise on peripheral tissue and hippocampus signaling.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2009. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2010-04-07T20:44:59Z No. of bitstreams: 1 2009_MarciaCristinadeSReis.pdf: 793274 bytes, checksum: 1145c80949ec3e2cac83495b51073012 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-20T17:05:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_MarciaCristinadeSReis.pdf: 793274 bytes, checksum: 1145c80949ec3e2cac83495b51073012 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-20T17:05:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_MarciaCristinadeSReis.pdf: 793274 bytes, checksum: 1145c80949ec3e2cac83495b51073012 (MD5) Previous issue date: 2009 / Contexto: A avaliação da sensibilidade a insulina e importante ferramenta para os estudos epidemiológicos e para a compreensão da fisiopatologia e desenvolvimento do diabetes tipo 2, síndrome metabólica, síndrome dos ovários policísticos, obesidade, hipertensão, dislipidemia e doença aterosclerótica. A resistência a insulina, apesar dos recentes estudos, ainda não dispõe de método de investigação laboratorial que preencha todos os critérios para a utilização de um parâmetro universal. A determinação de valores de referencia deve ser estabelecida para cada população e corrigida para o método utilizado na dosagem da insulina e da glicose. Objetivos: Este trabalho teve por objetivo validar e determinar valores de referencia para uma amostra populacional de Brasília, utilizando modelos matemáticos como o HOMA- β e HOMA-IR, considerando o método de quimiluminescência para a determinação das concentrações plasmáticas de insulina. Alem disso, procurou determinar a influencia da glicemia, idade, gênero, índice de massa corpórea (IMC) e níveis de triglicerídeos sobre os índices HOMA-IR e HOMA- β. Pacientes e Métodos: Avaliou-se retrospectivamente 1101 pacientes, recrutados através do sistema informatizado do Laboratório Sabin de Analises Clinicas, que foram referidos por diversos médicos preceptores, com a finalidade de dosar os níveis de glicose e insulina plasmáticas em jejum, hemoglobina glicada e lipidograma, entre os meses de julho de 2007 e dezembro de 2008. Os dados antropométricos como peso, altura, IMC, medicações em uso, foram obtidos do cadastro no banco de dados, no momento da admissão. Os pacientes que estavam em uso de medicações anti-hiperglicemiantes, hipoglicemiantes ou derivados de estatinas foram excluídos da analise. Foram determinados os índices HOMA-IR, HOMA-β, estabelecidas correlações por as demais variáveis e comparados com outros modelos matemáticos. Resultados e Discussão: Foram analisados 811 indivíduos do sexo feminino e 290 do sexo masculino, com idades entre 18 e 86 anos (idade media de 40,59 } 14,14 anos). Os pacientes foram categorizados pela glicemia, trigliceridemia, idade, sexo, IMC e grau de resistência a insulina. O grupo normoglicêmico apresentou glicemia de jejum media de 87,33 } 6,82 mg/dl e insulinêmica media de 9,63 } 6,62 KU/ml, com mediana de 8,4 KU/ml. A media do HOMA-IR foi 2,10 } 1,52, com mediana de 1,80 e 75o percentil de 2,7, e do HOMA-β, 152,31 } 105,81, com mediana de 126,94. Os pacientes hiperglicemicos apresentaram valores superiores de glicemia, insulinêmica, IMC e HOMA-IR, e valores inferiores de HOMA-β quando comparados com os pacientes normoglicêmicos, com diferenças estatisticamente significativas (p < 0,05). A glicose plasmática de jejum do grupo hiperglicêmico variou de 100 a 205 mg/dl, e a insulinêmica media foi de 14,74 } 8,35 KU/ml, com mediana de 12,70 KU/ml. O valor médio do índice HOMA-IR foi de 4,01 } 2,47, com mediana de 3,35 e do HOMA-β, 118,16 } 67,52, com mediana de 107,00. Os indivíduos com parâmetros normais de IMC, colesterol total, colesterol HDL, triglicerídeos e glicemia apresentaram valores médios do índice HOMA-IR de 1,47 } 1,44, mediana de 1,18, 75o percentil de 1,68 e 90o percentil de 2,19. Os valores médios para o índice HOMA-β foram de 115,02 } 89,11, com mediana de 93,24, 75o percentil de 155,29 e 90o percentil de 188,25. Conclusão: A idade tem forte efeito na função das células-β pancreáticas, com redução do índice HOMA-β ao longo das categorias etárias, mas parece não exercer por si só influencia na resistência a insulina. A adiposidade teve forte influencia sobre o aumento das concentrações de triglicerídeos e a redução das concentrações de colesterol HDL. Não houve diferenças significativas entre os valores de colesterol total e colesterol LDL na comparação entre as categorias de IMC, tanto na analise do total quanto na analise de cada um dos gêneros. A hipertrigliceridemia esta associada a aumento da resistência a insulina e da função das células-β pancreáticas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Background: The assessment of insulin sensitivity is an important tool for epidemiological studies and for understanding the pathophysiology and development of type 2 diabetes, metabolic syndrome, polycystic ovary syndrome, obesity, hypertension, dyslipidemia, and atherosclerotic disease. Insulin resistance, despite recent studies, still lacks a method to laboratory research that meets all the criteria for the use of a universal parameter. The determination of benchmarks should be established for each population and corrected for the method used for the determination of insulin and glucose. Objectives: This study aimed to validate and determine reference values for a sample population of Brasilia, using mathematical models such as HOMA-β and HOMA-IR, whereas the chemiluminescence method for determination of plasma levels of insulin. In addition, examined the influence of blood glucose, age, gender, BMI and triglyceride levels on the index HOMA-IR and HOMA-β. Patients and Methods: We retrospectively evaluated 1101 patients, recruited through the system of the Laboratory of Clinical Analysis Sabin, who were referred by various medical prescribers, with the purpose of dose levels of plasma glucose and fasting insulin, glycated hemoglobin and lipidogram, the months between July 2007 and December 2008. The anthropometric data such as weight, height, body mass index, medications in use, were obtained through registration in the database at the time of admission. Were excluded from the analysis all patients who were using anti-hyperglycemic, hypoglycemic or derivatives of statins medications. Were determined HOMA-IR, HOMA-β, established correlations for other variables and compared with other models. Results and Discussion: In subjects examined the distribution was 811 females and 290 males, aged between 18 and 86 years (mean age 40.59 } 14.14 years). Patients were categorized by blood glucose and triglycerides levels, age, gender, BMI and values of HOMA-IR index. The group presented normoglycemic fasting plasma glucose average of 87.33 } 6.82 mg/dl and insulin average of 9.63 } 6.62 μU/ml, with a median of 8.4 μU/ml. The mean HOMA-IR was 2.10 } 1.52, with a median of 1.80 and 75th percentile of 2.7, and HOMA-β, 152.31 } 105.81, with a median of 126.94. Hyperglycemic patients had higher values of glucose, insulin, BMI and HOMA-IR and lower values of HOMA-β when compared with normoglycemic patients, with statistically significant differences (p < 0.05). The fasting plasma glucose in the hyperglycemic group ranged from 100 to 205 mg/dl, and insulin average was 14.74 } 8.35 μU/ml, with a median of 12.70 μU/ml. The average value of HOMA-IR index was 4.01 } 2.47, with a median of 3.35 and HOMA-β, 118.16 } 67.52, with a median of 107.00. Individuals with normal parameters of BMI, total cholesterol, HDL cholesterol, triglycerides and glucose showed mean values of HOMA-IR index of 1.47 } 1.44, median 1.18, 75th percentile of 1.68 and 90th percentile of 2.19. The average values for the index HOMA-β were 115.02 } 89.11, with a median of 93.24, 75th percentile of 155.29 and 90th percentile of 188.25. Conclusion: Age has a strong effect on the function of pancreatic β-cells, with reduction in HOMA-β index over the age categories, but does not exert itself to influence insulin resistance. The adiposity demonstrated strong influence on the increased levels of triglycerides and lower levels of HDL cholesterol. There were no significant differences between the values of total cholesterol and LDL cholesterol in the comparison between categories of BMI in both the analysis of the total as in the analysis of each gender. The hypertriglyceridemia is associated with increased insulin resistance and the function of pancreatic β-cells.

La diabetes mellitus es un serio desorden metabólicocrónico que se caracteriza por el incremento anormal de laglucosa en la sangre y por complicaciones vasculares yneurológicas. La diabetes mellitus es causada por una falta oun defecto en la acción de la insulina. Si bien actualmenteexisten varios medicamentos orales además de la insulina oanálogos de la insulina, ninguno de estos es el ideal.El vanadio es capaz de imitar los efectos mostrados por lainsulina tanto in vitro como in vivo y se estudia la posibilidadde usar compuestos de vanadio como agentes antidiabéticos. Eneste artículo se revisará la acción insulino-mimética del vanadioy sus posibles mecanismos en comparación con la insulina. / Diabetes mellitus is a serious chronic metabolic disordercharacterized by an increased plasma glucose concentrationand vascular and neurologic complications as well. Diabetesmellitus results from relative or absolute deficiency of insulinsecretion or insulin deficient action. Although there are anumber of oral antidiabetic agents besides insulin or insulinanalogues, none of them is optimal.Vanadium can mimic insulin effects in vitro and in vivoand the possibility of using vanadium compounds asantidiabetic agents is under study. This review will summarizethe insulin mimetic action of vanadium and its possiblemechanisms in comparison with insulin.

O íon fluoreto (F) provém do elemento flúor. Sua absorção é inversamente relacionada ao pH e ocorre rapidamente no estômago e posteriormente no intestino delgado. Após sua absorção, o F é distribuído pelos tecidos através da corrente sanguínea e armazenado nos tecidos calcificados e moles. Sua excreção acontece por via renal. Trata-se de um elemento relevante em termos de Saúde Pública, devido às suas propriedades de prevenir ou reverter lesões cariosas em indivíduos de todas as idades. No entanto, sua ingestão excessiva é capaz de afetar o metabolismo ósseo e desenvolvimento do esmalte dentário. Estudos sugerem que o F pode interferir em vias metabólicas, inibindo a ação de diversas enzimas. Entretanto, a literatura é conflitante em relação aos seus efeitos na homeostasia da glicose, o que poderia, talvez, ser explicado pela diferença genética entre as linhagens utilizadas. Sabe-se que camundongos da linhagem A/J são extremamente sensíveis aos efeitos do F, enquanto que os camundongos da linhagem 129P3/J são altamente resistentes ao tratamento com esse íon. Por este motivo, foi investigado se esses animais que sabidamente apresentam uma expressão proteica diferencial em função do F devido ao seu background genético apresentam também respostas diferentes em parâmetros bioquímicos (glicemia jejum, insulinemia, índice de resistência à insulina [HOMA2-IR] e teste de tolerância à insulina) e imunológicos (TNF-&alpha;). Após aprovação da Comissão de ética, 156 animais (78 da linhagem A/J e 78 da linhagem 129P3/J) foram divididos em 3 grupos para cada linhagem, e tratados por um período de 42 dias com doses de 0, 15 ou 50 ppm de F na água e ração com baixo teor de F. Após o término do tratamento, os camundongos foram eutanasiados para a obtenção de amostras de sangue. Os dados foram analisados por ANOVA a 2 critérios e testes de Tukey e Sidak para comparações individuais (p<0,05). Para a glicemia, os animais A/J que receberam água sem F e com a dose de 15 ppm F tiveram glicemia significativamente mais alta que os animais 129P3/J que receberam o mesmo tratamento. Para as dosagens de insulina no plasma, houve diferença significativa apenas entre os camundongos A/J 0 ppm F e 50 ppm F, sendo mais baixa a insulinemia para os animais tratados. O índice HOMA2-IR mostrou diferença significativa somente entre os animais da linhagem A/J, sendo que o grupo que recebeu água contendo 50 ppm F apresentou valores menores quando comparado para os grupos 0 ppm F e 15 ppm F. Quanto ao TNF-&alpha;, não foi observada diferença significativa entre as linhagens e entre os tratamentos. Entretanto, houve uma tendência para seu aumento nos grupos tratados com água contendo 15 ppm F nas duas linhagens. Para o teste de tolerância à insulina, também não foram observadas diferenças significativas entre as linhagens, nem entre os tratamentos. Levando em consideração os resultados, percebe-se que as diferentes concentrações de F alteram os resultados para os parâmetros analisados, e, as linhagens respondem diferentemente a essas alterações. No entanto, é necessário que se analisem outras variáveis para que esse assunto seja melhor elucidado. / Fluoride (F) comes from the element fluorine. Its absorption is inversely related to the pH and occurs quickly in the stomach and later in the small intestine. After absorption, F is distributed to the tissues through the bloodstream and stored in calcified and soft tissues. Excretion occurs via the kidneys. It is an important element in terms of public health, due to its properties to prevent or reverse caries in individuals of all ages. However, its excessive intake can affect bone metabolism and the development of tooth enamel. Studies suggest that F can interfere with metabolic pathways, by inhibiting the action of several enzymes. However, there is contradiction in the literature regarding its effects on glucose homeostasis, which could possibly be explained by genetic differences between the strains used. A/J mice are extremely sensitive to the effects of F, whereas 129P3/J mice are highly resistant to treatment with this ion. For this reason, it was investigated whether these animals which are known to exhibit differential protein expression upon exposure to F due to their genetic background also exhibit distinct responses in biochemical (fasting glucose, insulin, insulin resistance index [HOMA2-IR] and insulin tolerance test) and immune (TNF-&alpha;) parameters. After approval by the Ethics Committee, 156 animals (78 of A/J strain and 78 of 129P3/J strain) were obtained, divided into 3 groups for each strain and treated for a period of 42 days with 0, 15 or 50 ppm F in the drinking water. They received low-F diet. After treatment, the mice were euthanized and blood samples were obtained. Data were analyzed by 2-way ANOVA and Tukey and Sidak tests for individual comparisons (p<0.05). For blood glucose analysis, A/J mice treated with water containing no F containing 15 ppm F had significantly higher levels of glucose than 129P3/J animals receiving the same treatment. For plasma insulin, there was significant difference only between A/J mice treated with no F and 50 ppm F, with lower values for the treated animals. HOMA2-IR index showed a significant difference only between A/J animals, where the group received water containing 50 ppm F had lower values when compared to those receiving water containing no F or 15 ppm F. Regarding TNF-&alpha;, no significant differences were observed between the strains or among the treatments. However, there was a trend towards an increase in the groups treated with water containing 15 ppm F for both strains. For insulin tolerance test, also no significant differences between the strains or among treatments were observed. The results suggest that the different F concentrations alter the results of the parameters analyzed, and the strains respond differently to these changes. However, it is necessary to analyze other variables in order to better elucidate these findings.