Orientador: Jose Roberto Bosqueiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roma_LeticiaPrates_M.pdf: 861159 bytes, checksum: 232359e1de6e654ce6bb13758ca58bd2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: As células B pancreáticas possuem controle multifatorial que permite a secreção de insulina em quantidade e tempo adequados. Os glicocorticóides modulam a secreção de insulina dependendo do tempo e dose em que forem utilzados. Assim,o presente trabalho teve por objetivo analisar as alterações na expressão gênica e protéica de ilhotas de ratos tratados com dexametasona (1mg/kg, 5dias). Utilizando a técnica de cDNA Macroarray observamos que dos 1176 genes presentes na membrana, 66 tiveram sua expressão aumentada e 38 genes tiveram sua expressão diminuída. Os genes com expressão aumentada pertencem às vias de estresse celular (JNK1), inibidores do ciclo celular (p21) e vias de apoptose (Baxa e Fas). Os genes com expressão diminuída pertencem ao ciclo celular (ciclinas D1 e D2, CDK4) e vias de sinalização PI3K, AKT1 e P70. Demonstramos também aumento na expressão protéica da Bax a, redução na expressão da proteína anti-apoptótica Bcl-2, PI3K e P70. Animais tratados com dexametasona por 5 dias possuem níveis plasmáticos aumentados de insulina, triglicérides e ácidos graxos livres. Ilhotas isoladas de animais tratados com dexametasona por 5 e 10 dias apresentaram maior secreção de insulina em relação aos controles, em concentrações basais e estimulatórias de glicose e 40mM de potássio. Porém, o tratamento por 10 dias com dexametasona induziu diminuição na secreção de insulina quando comparado aos animais tratados por 5 dias. Nossos dados sugerem o tratamento com dexametasona pode modular (direta ou indiretamente) a expressão de diversos genes e proteínas envolvidas na apoptose e sobrevivência de células na ilhota pancreática. Essa modulação pode, em longo prazo, se refletir na secreção de insulina como visto nos animais tratados por 10 dias / Abstract: Insulin secretion from pancreatic B-cells is regulated by nutrients like glucose and amino acids and by neurotransmitters, and hormones. Since glucocorticoids modulate insulin secretion we investigated the effects of dexamethasone on gene and protein expression in pancreatic islets from rats treated with the glucocorticoid for 5 days (mg/kg/day). Using cDNA array analysis we found that, out of 1176 genes presented in the array, 66 were up-regulated and 38 down-regulated after dexamethasone treatment. RT-PCR confirmed the macroarray results for 4 genes whereas the expression of these transcripts was confirmed by Western blotting for the corresponding proteins. Many of the up-regulated genes are implicated in apoptosis (Bax a, Fas), cell cycle regulation (p21) and stress response (JNK1) whereas many of the down-regulated were involved in cell cycle progression (cyclins D1 and D2, and CDK4), and survival and proliferations pathways (PI3K, AKT, P70). The protein expression of Bax a was increased whereas Bcl-2, PI3K and P70 repressed. The rats treated with dexamethasone for 5 days showed higher insulin, triglicerides and free fatty acids plasma levels than controls. The insulin secretion, in response to glucose and high concentrations of K+, in islets isolated from dexamethasone-treated rats for 5 and 10 days was higher than control rats. However, after 10 days of treatment with dexamethasone the insulin secretion was lower than after 5 days, but still higher than controls. In conclusion, these data indicate that dexamethasone-treatment (directly or indirectly) modulates the expression of several genes and proteins involved in apoptosis and survival of pancreatic islet-cells, and could, thereafter, modulates the insulin secretion in rats treated for 10 days / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T09:09:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_RosaneAparecida_D.pdf: 2339564 bytes, checksum: 146ea5a2123d76628db5f4758417e020 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste estudo, investigamos os efeitos da suplementação com taurina (TAU; 2% adicionada à água de beber) sobre a tolerância à glicose e a secreção de insulina frente a diferentes secretagogos em camundongos adultos. Camundongos suplementados apresentaram aumento da tolerância à glicose e da sensibilidade à insulina. Ilhotas isoladas destes animais secretaram mais insulina em resposta à glicose e L-leucina. A oxidação da L-leucina foi maior no grupo TAU, não havendo diferenças quanto ao consumo de glicose, concentrações de ATP e expressão do transportador da glicose (GLUT) 2 e da glicoquinase (GCK). A captação de Ca2+, na presença de glicose, e a expressão protéica da subunidade ß2 do canal de Ca2+ sensível à voltagem foi maior no grupo TAU comparado ao controle (CTL). Ainda, a expressão protéica da PL (fosfolipase) C ß 2 e da PK (proteína quinase) Aa, bem como a secreção de insulina em resposta a agentes potencializadores tais como carbacol (Cch) e IBMX, foi maior nas ilhotas TAU. A mobilização intracelular de Ca2+ induzida por Cch foi também maior em ilhotas deste grupo, e observamos que a inibição da PKA reduziu a captação de Ca2+ em resposta à glicose no grupo suplementado. Além disso, ilhotas TAU secretaram mais glucagon em relação a ilhotas CTL, quando em presença de baixa concentração de glicose. Concluindo, a suplementação com TAU melhora a homeostase glicêmica e aumenta a secreção de insulina de ilhotas isoladas e incubadas na presença de nutrientes e agentes potencializadores da secreção. Os efeitos sobre a secreção estão relacionados ao melhor manejo dos íons Ca2+ pelas células insulares provenientes dos animais suplementados com TAU. / Abstract: In this study, we investigated the effects of taurine (TAU)-supplementation (2% in the drinking water) on glucose tolerance and insulin secretion stimulated by different secretagogues in adult mice. TAU-supplemented mice showed enhanced glucose tolerance and insulin sensitivity when compared to controls (CTL). In addition, their islets secreted more insulin in response to high concentrations of glucose and L-leucine. L-[U-14C]leucine oxidation was higher in TAU islets compared with CTL islets, whereas D-[U-14C]glucose oxidation, ATP levels, and the protein expression of the glucose transporter (GLUT) 2 and of glucokinase (GCK) were similar. 45Ca uptake induced by high glucose concentrations was increased in TAU islets as well as the expression of the ß2 subunit of the L-type Ca2+ channel. In addition, the insulin secretion induced by carbachol (Cch) and IBMX, but not, by forskolin and PMA was higher in TAU-supplemented compared with CTL islets. The higher insulin secretion in the presence of Cch is accompanied by an increase in the expression of PL (phospholipase) C ß 2 protein and a higher intracellular Ca2+ mobilization. Besides, TAU-supplemented islets showed increased PK (protein kinase) Aa expression. Since the increase in Ca2+ uptake induced by glucose in TAU islets was minimized by the presence of the PKA inhibitor, H89, this kinase seems to be important for the better Ca2+ handling in these islets. TAUsupplementation also turns the a-cells more sensitivity since these cells secreted more glucagons compared with CTL islets. In conclusion, TAU supplementation enhances glucose tolerance and insulin sensitivity in mice and turns the islets more sensitive to nutrients and to potentiators of secretion. The effect on insulin secretion seems to be linked to a better Ca2+ handling by ß-cells. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jose Roberto Bosqueiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T20:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelini_Nagela_M.pdf: 1358649 bytes, checksum: fa79dc1fdebb1f263e4c5e7db9dfb597 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Em adultos, a massa de célula ? é mantida por um balanço entre proliferação, tamanho, neogênesis e morte de célula ?. A resistência à insulina (RI) perturba esta regulação e altera o crescimento e a sobrevivência destas células, promovendo um aumento compensatório da massa de céulas ? e secreção de insulina. Neste trabalho nos investigamos a contribuição do sistema nervoso parassimpático na RI induzida por Dexametasona (DEX) e hiperinsulinemia em ratos. Ratos Wistar de 70 dias foram divididos em três grupos: Controle (CTL), vagotomizados (VAG) e sham operados (SHAM). Aos 90 dias de vida metade dos animais de cada grupo foram tratados com 1 mg/kg de DEX por 5 dias consecutivos (CTL DEX, VAG DEX e SHAM DEX). Na presença de glicose 8.3 mM mais Carbacol (Cch) 100 ?M ilhotas isoladas CTL DEX secretaram significantemente mais insulina que ilhotas CTL. Não foi obervado diferença na secrecão de insulina entre CTL e SHAM ou entre CTL DEX e SHAM DEX. Entretanto ilhotas de VAG DEX secretaram significantemente mais insulina. A potencialização da secreção de insulina estimulada pela glicose (SIEG) frente ao estímulo do agonista colinérgico (Cch) foi significantemente maior em ilhotas VAG CTL e VAG DEX que SHAM CTL e SHAM DEX, respectivamente. Em ilhotas CTL DEX o conteúdo das proteínas M3R e PLC?1, mas não PKC?, foi significantemente maior comparado com seus respectivos controles. Entretanto, pPKC? aumentou significantemente em CTL DEX. Em ilhotas VAG DEX a expressão da proteína M3R aumentou significantemente comparado com VAG CTL e SHAM DEX. A vagotomia per se não afetou a RI, mas atenuou a insulinemia de jejum e alimentado em VAG DEX vs SHAM DEX . Em conclusão, este trabalho indica uma importante participação do sistema nervoso parassimpático através do receptor muscarínico na hiperinsulinemia / Abstract: In adults, the beta-cell mass is maintained via a balance of beta-cell proliferation, size, neogenesis, and beta-cell death. The insulin-resistant state disrupts this regulation and alters beta-cell growth and survival, promoting a compensatory increase in beta-cell mass and insulin secretion. Here, we investigated the contribution of the cholinergic nervous system to dexamethasone-induced insulin resistance and hyperinsulinemia in rats. Seventy-day-old Wistar male rats were distributed in three groups, control (CTL), vagotomized (VAG), and sham operated (SHAM). On the 90th day of life, half of the rats were treated daily with 1 mg/kg of dexamethasone for 5 days (CTL DEX, VAG DEX, and SHAM DEX). In the presence of 8.3 mM glucose plus 100 µM carbachol (Cch), isolated islets from CTL DEX secreted significantly more insulin than CTL. No differences in insulin secretion were observed between CTL and SHAM or CTL DEX and SHAM DEX. However, islets from VAG DEX secreted significantly more insulin than SHAM DEX. Cch-potentialization of secretion was further increased in islets from VAG CTL and VAG DEX than SHAM CTL and SHAM DEX, respectively. In CTL DEX islets, M3R and PLC?1, but not PKC?, protein content was significantly higher compared with each respective control; however, pPKC? was significantly increased in the CTL DEX. In islets from VAG DEX, the expression of M3R protein increased significantly compared to VAG CTL and SHAM DEX. Vagotomy per se did not affect insulin resistance, but attenuated fasted and fed insulinemia in VAG DEX, compared with SHAM DEX rats. In conclusion, these data indicate an important participation of the cholinergic nervous system through muscaric receptors in dexamethasone-induced hyperinsulinemia in rats / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschiero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_KellyElizeuda_M.pdf: 1866524 bytes, checksum: 87ae185f2da61d551d322f4375943e54 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O INGAP-PP é um pentadecapeptídeo constituído pela seqüência de aminoácidos do resíduo 104 ao 118 do INGAP (Islet Neogenesis Associated Protein), o qual é expresso no pâncreas exócrino e também nas células ductais durante a neogênese de células ßpancreáticas. Nesse trabalho, analisamos o efeito do tratamento crônico (4 dias) com INGAP-PP sobre a secreção de insulina, expressão gênica e protéica das subunidades Kir6.2 e SUR1 que formam o canal de K+ATP e do fator de transcrição Foxa2 (regulador da expressão das subunidades desse canal), em ilhotas isoladas de ratos adultos. As ilhotas tratadas com INGAP-PP (10 µg/mL) secretaram significativamente mais insulina quando incubadas por 1 h em concentrações entre 2.8 e 22.2 mM de glicose em comparação às ilhotas controles. Resultados de RT-PCR mostram que ilhotas tratadas com INGAP-PP tiveram expressão gênica do Foxa2 e das subunidades SUR1 e Kir6.2 aumentada. A expressão das proteínas SUR1 e Foxa2, analisada por Western Blotting, também foi maior nas ilhotas tratadas com INGAP-PP. Quando perfundidas na presença de 22,2 mM de glicose o aumento da secreção de insulina pelas ilhotas tratadas se manifestou com um primeiro pico secretor significativamente maior do que as ilhotas controles. Em presença de 2,8 mM de glicose, ilhotas tratadas com INGAP-PP secretaram mais insulina frente à concentrações despolarizantes de KCl ou tolbutamida (100 µM). Entretanto, a secreção de insulina estimulada por tolbutamida não diferiu entre os grupos em presença de 22,2 mM de glicose. A análise do efluxo de 86Rb mostrou que as ilhotas cultivadas com INGAP-PP apresentam menor efluxo do isótopo em relação às controle. Portanto, a maior secreção de insulina frente à glicose e concentrações despolarizantes de K+ indica que o tratamento com INGAP-PP induziu alterações que tornaram as células ßmais sensíveis a agentes despolarizantes. Quando associamos estes resultados ao aumento da expressão das proteínas formadoras do canal K+ATP e à redução do efluxo de 86Rb pelas ilhotas tratadas com INGAP-PP, podemos sugerir que o aumento no número de canais KATP pode ser um dos responsáveis pelo aumento na secreção de insulina nas ilhotas tratadas com o peptídeo / Abstract: Cultured adult rat islets were used to study the effect of INGAP-PP upon: a) gene expression of Kir6.2 and SUR1 of K+ATP channels and of their transcription factor Foxa2 (RT-PCR), b) protein levels (Western blotting) of SUR1 and Foxa2, c) static and dynamic insulin secretion elicited by metabolic and non metabolic stimuli and d) 86Rb efflux from perifused islets. INGAP-PP increased significantly the expression of Kir6.2, SUR1 and Foxa2 and the protein levels of SUR1 and Foxa2. Islets cultured with INGAPPP and further incubated for 1 h with 2.8 mM glucose, significantly enhanced the release of insulin in response to 40 mM KCl, and 100 µM tolbutamide. The dose-response curve of insulin secretion to increasing glucose concentrations (2.8 to 22.2 mM) shifted to the left in INGAP-PP-cultured islets with an EC50 of 10.0 ± 0.4 vs. 13.7 ± 1.5 mM glucose of the controls (P < 0,05). In dynamic studies INGAP-PP increased significantly the first-phase of insulin secretion elicited by either 22.2 mM glucose or 100 µM tolbutamide and promotes a higher glucose-induced reduction of 86Rb efflux from perifused islets. These results confirm the enhancing effect of INGAP-PP upon insulin release induced by different secretagogues and provide new evidence that such effect is due, at least partly, to an enhanced expression of the SUR1 and Kir6.2 genes of K+ATP channels and of the Foxa2 gene that controls their expression. They would also suggest that INGAP-PP could potentially be used to maintain the capacity of cultured islets to release insulin in response to glucose and maybe for the treatment of diabetes / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T07:09:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amaral_AndressaGodoy_M.pdf: 1309340 bytes, checksum: bcfd538431ee4e55300f80aa0acafa62 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Restrição protéica pós-desmame induz redução na liberação de insulina, resultado de alterações morfo-fisiológicas nas ilhotas de Langerhans. Leucina, aminoácido chave de nosso estudo, exerce uma modulação importante no processo de secreção de insulina e síntese protéica. Camundongos swiss com 21 dias receberam dieta normoprotéica ¿ 17% (C) ou hipoprotéica ¿ 6% (D) por 60 dias. Em seguida, os grupos foram redivididos e receberam leucina 1,5% (Leu) na água de beber por 30 dias (CL e DL). Caracterizamos o modelo de restrição protéica através da avaliação de parâmetros bioquímicos plasmáticos e de teste de tolerância à glicose e à insulina. Avaliamos nas ilhotas desses animais a secreção de insulina frente a diferentes secretagogos, a expressão de proteínas chaves envolvidas no processo de regulação da secreção de insulina, a sobrevivência celular e as oscilações citoplasmáticas de cálcio. Os animais desnutridos se mostraram mais sensíveis à insulina e com melhor captação periférica de glicose, sendo que a Leu não influenciou neste parâmetro. Frente aos estímulos testados: glicose, carbacol, leucina e KIC, as ilhotas dos animais D secretam significativamente menos insulina quando comparados com C e com exceção do KIC, a Leu influenciou na secreção de insulina principalmente no grupo DL. A expressão das proteínas: M3, PKC, PKA, canal de cálcio, AKT e p-AKT se mostraram diminuídas nos animais D e a Leu aumentou os níveis de expressão principalmente no DL. Avaliamos também a viabilidade celular das ilhotas e não houve diferença entre os grupos, observamos apenas uma tendência de diminuição no D. Por fim, verificamos que a restrição protéica modificou o padrão oscilatório de cálcio das ilhotas frente à glicose e carbacol, produzindo ondas rápidas com baixa amplitude e alta frequência. A Leu teve efeito contrário, produzindo ondas lentas com alta amplitude e baixa frequência, sugerindo maior mobilização de cálcio e secreção de insulina nos animais tratados. Concluímos que a restrição proteíca durante os estágios iniciais de vida induz diversas alterações nas ilhotas de camundongos que causam comprometimento de processos essenciais como secreção de insulina e síntese protéica. A Leu restaura parcial ou totalmente a secreção de insulina prejudicada nos animais desnutridos, pois proporciona maior aporte energético para a célula e mais importante, nossos resultados mostraram que a Leu estimula a síntese protéica e restaura os níveis de expressão de proteínas chaves do processo de secreção de insulina nas ilhotas dos animais desnutridos, explicando a melhora na secreção de insulina encontrada nos animais DL / Abstract: Protein restriction after weaning induce reduced insulin release, as a result of morpho-physiologic alterations in the islets of Langerhans. Leucine, the aminoacid investigated in our study, modulates insulin secretion process as well as protein synthesis. Twenty-one days-old Swiss mice received normoproteic ¿ 17% (C) or hipoproteic diet ¿ 6% (D) for 60 days. Then, the groups were further divided and part of the animals received leucine 1.5% (Leu) into the drinking water for 30 days (CL and DL). This model of protein restriction was characterized through plasmatic biochemistry analysis and glucose and insulin tolerance tests. Islets were evaluated for insulin secretion stimulated by different secretagogues, expression of proteins involved in the process of insulin secretion regulation, cellular survival and citoplasmatic calcium oscillations. The malnourished animals (D and DL) were more sensitive to insulin and had improved peripheral glucose uptake, with no Leu influence. In response to: glucose, carbachol, leucine and KIC, the islets of the D group secreted less insulin compared to the C group and, except for KIC, Leu influenced insulin secretion, mainly in the DL group. The expression of the proteins: M3, PKC, PKA, calcium channel, AKT and p-AKT were reduced in the D animals and Leu increased the expression of these proteins mainly in the DL animals. We have also evaluated the cellular viability of the islets, and no difference among the groups was observed. Finally, we observed that the protein restriction modulates the calcium oscillations in response to stimulation of glucose and carbachol resulting in high-frequency and low-amplitude oscillations. Leu had the opposite effect resulting in high-amplitude and low-frequency oscillations, which suggests bigger ion traffic and insulin secretion. We concluded that protein restriction during the early stages of life cause alterations in mice islets of Langerhans that compromise essential process such as insulin secretion and protein synthesis. Leu recovers partial or completely insulin secretion in the malnourished animals by increasing cells energy stocks and most importantly, our results showed that Leu stimulates protein synthesis and restores the expression of key proteins in the process of insulin secretion in the islets of malnourished animals, explaining the improvement in insulin secretion found in the DL animals / Mestrado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T18:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_HelenaCristinadeLima_D.pdf: 1532159 bytes, checksum: fe4c9ebe74242b72b674f100ed50b427 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Islet Neogenesis Associated Protein (INGAP) aumenta a massa das células ß e potencializa a secreção de insulina induzida por glicose. Neste projeto, estudamos os efeitos de um pentadecapeptídeo contendo a seqüência 104 a 118 de aminoácidos do INGAP (INGAP-PP) sobre a expressão de genes das células insulares, expressão e fosforilação de componentes das vias PI3K e MAPK, sinalização colinérgica, bem como secreções dinâmica e estática de insulina, em ilhotas isoladas de ratos neonatos. Ilhotas cultivadas com INGAP-PP por 4 dias secretaram significativamente mais insulina em resposta a glicose, comparado às ilhotas controle. Análise do padrão da expressão, por macroarray, de ilhotas cultivadas com INGAP-PP, mostrou que de 2.352 genes fixados na membrana de nylon 210 apresentaram expressão aumentada e apenas 4 diminuída. Dentre os genes modulados positivamente pelo INGAP-PP vários estão relacionados com o metabolismo das células insulares, mecanismo de secreção de insulina, crescimento, maturação, manutenção da massa celular e exocitose. Exposição aguda de ilhotas neonatais ao INGAP-PP aumentou significativamente a fosforilação de Akt-Ser473 e ERK1/2-Thr202/Tyr204 bem como a secreção dinâmica de insulina frente a 2 e 20 mM de glicose. Ilhotas tratadas durante 4 dias com INGAP-PP também apresentaram aumento da expressão do receptor muscarínico M3 e da PLC-ß2. Essas ilhotas, quando expostas agudamente ao Cch tiveram fosforilação de P70S6K-Thr389 e ERK1/2 aumentada. Ainda, essas ilhotas secretaram mais insulina frente a estímulo colinérgico, comparado às ilhotas controle. Nossos resultados mostram que o INGAP-PP aumenta a secreção de insulina, a transcrição de vários genes importantes para a funcionalidade do pâncreas endócrino e a fosforilação de proteínas envolvidas nas vias PI3K e MAPK. O aumento da secreção de insulina bem como fosforilação de P70S6K e ERK1/2 pelo Cch sugere participação também da via colinérgica nos efeitos mediados pelo INGAP-PP. / Abstract: The Islet Neogenesis Associated Protein (INGAP) increases pancreatic ß-cell mass and potentiates glucose-induced insulin secretion. Here, we have studied the effects of the pentadecapeptide having the 104-118 amino acid sequence of INGAP (INGAP-PP) on the expression of genes related to the pancreatic islets, the expression and phosphorylation of components of the PI3K and MAPK pathways, the cholinergic signaling, and static and dynamic insulin secretion in neonatal rat islet. Islets cultured with INGAP-PP released significantly more insulin in response to glucose than controls. The macroarray analysis showed that 210 out of 2,352 genes, spotted in the nylon membranes, were up- ,regulated while only 4 were down-regulated by INGAP-PP-treatment. The main categories of genes modulated by INGAP-PP 4-days cultured islet include several genes related with islet metabolism, insulin secretion mechanism, growth, maturation, maintenance of islet-cell mass, and exocytosis. Shortterm exposure of neonatal islets to INGAP-PP significantly increased Akt-Ser473 and ERK1/2-Thr202/Tyr204 phosphorylation as well as insulin secretion from islets perifused with 2 and 20 mM glucose. Four-days cultured islets with INGAP-PP also showed increased expression of M3 receptor subtype and PLC-ß2 proteins. In addition, brief exposure of INGAP-PP-treated islets to Cch significantly increased P70S6KThr389 and ERK1/2 phosphorylation and these islets released more insulin when challenged with Cch. In conclusion, these data show that INGAP-PP enhances insulin secretion and transcription of several islet genes, and also increases the expression and phosphorylation of proteins involved in PI3K and MAPK pathways. The increased insulin secretion in response to Cch as well as P70S6K and ERK1/2 proteins phosphorylation, also suggest the participation of the cholinergic pathway in INGAP-PP mediated effects. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2017-11-30T18:34:24Z No. of bitstreams: 2 CARLA_ PIETRBON2017.pdf: 1653045 bytes, checksum: 73d99cafe91237b9334db93eb3272673 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-30T18:34:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 CARLA_ PIETRBON2017.pdf: 1653045 bytes, checksum: 73d99cafe91237b9334db93eb3272673 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Estado do Paraná (FA) / There has been an increase in female obesity worldwide. As a consequence of these high rates the number of women of child-bearing age who seek bariatric operations has increased considerably in recent years. However, few studies showed the effects of maternal bariatric operation in their offspring. Herein, we evaluated the effects of maternal Roux-in-Y Bypass Gastric (RYBG) in Wistar rats fed cafeteria diet (CAF) upon body features and glucose homeostasis in male adult offspring. For this, rats Wistar received CAF diet for 15 weeks for obesity induction. After this period, the rats were submitted to sham operation (CAF Sham), group CAF sham (n=14) or RYGB operation, group CAF RYGB (n=20). Five weeks after the procedure, the rats were submitted at matting period. The offspring were named as operation your mothers: CAF Sham-F1 (n=28) and CAF RYGB-F1 (n=14), and received standard diet. The weaning from offspring was performed at 30 days of life. Nasoanal length, body weight, consumption and feed efficiency were evaluated weekly throughout experiment. One week before euthanasia, the animals were submitted to the glucose tolerance test and insulin. At 120 days of life, body parameters, serum parameters and morphophysiology of the pancreas were evaluated. After RYBG, female rats displayed reduction in body weight, glucose tolerance and insulin, as well as, decreased fat deposits. Despite of these maternal benefits, the offspring of dams receiving RYBG were smaller and lighter and showed a reduction in food intake than offspring of obese dams that underwent sham surgery. Although these animals presented normal glucose tolerance and glycemia, the insulin sensitivity was higher. In addition, the insulin signaling in liver and fat tissue in these offspring was normal but in skeletal muscle was reduced. Also, the offspring of dams receiving RYBG presented reduction in insulinemia and insulin secretion, but the area and mass of β-cell was higher compared to offspring of obese dams that underwent sham surgery. Maternal RYBG in obese rats alter in male offspring the body features and lead to morphofunctional alterations in the β-cells. / Atualmente tem-se observado o aumento da obesidade feminina em todo o mundo. Como consequência desses altos índices, o número de mulheres em idade fértil que buscam as operações bariátricas tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. No entanto, poucos estudos demonstram os efeitos das operações bariátricas maternas sobre o metabolismo dos filhos. Neste estudo, avaliamos os efeitos da derivação gástrica em Y de Roux (DGYR) em ratas Wistar, alimentadas com dieta de cafeteria (CAF), sobre os parâmetros corporais e homeostase glicêmica na prole de macho adulto. Para isso, as ratas Wistar receberam dieta de CAF durante 15 semanas para indução da obesidade. Após esse período, as ratas foram submetidas à falsa operação (FO) ou à operação de DGYR, compondo 2 grupos: CAF FO (n=14) e CAF DGYR (n= 20). Cinco semanas após os procedimentos operatórios, as ratas foram submetidas ao cruzamento. A prole (F1) foi nomeada conforme o procedimento experimental realizado nas mães: CAF FO-F1 (n= 28) e CAF DGYR (n= 14) os quais receberam dieta padrão durante todo o procedimento experimental. O desmame da prole foi realizado aos 30 dias de vida. O comprimento naso-anal (CNA), o peso corporal, o consumo e a eficiência alimentar foram verificados semanalmente durante todo o experimento. Uma semana antes da eutanásia, os animais foram submetidos ao teste de tolerância à glicose (GTT) e à insulina (ITT). Com 120 dias de vida, os animais foram mortos e os parâmetros corporais, os parâmetros séricos e a morfofisiologia do pâncreas foram verificados. Após a DGYR, as ratas apresentaram redução no peso corporal, na tolerância à glicose, na resistência à insulina, e no peso das gorduras. Apesar destes benefícios maternos, os descendentes de mães submetidas à DGYR apresentaram redução do peso e do tamanho, bem como diminuição no consumo alimentar em comparação aos descendentes de mães obesas. Apesar destes animais não apresentarem alterações na tolerância à glicose e normoglicemia, a sensibilidade à insulina foi maior. Além disso, a sinalização da insulina no músculo esquelético foi reduzida. Os ratos descendentes de mães submetidas à DGYR demostraram redução na insulinemia e na secreção de insulina, entretanto, a área e a massa de células-β foi maior em comparação aos animais descendentes de mães obesas. Diante disso, concluímos que a DGYR materna em ratas obesas altera na prole os parâmetros corporais e leva a alterações morfofuncionais nas células-β pancreáticas.

Ácidos graxos são requeridos para a manutenção da função celular e atuam como moduladores da secreção de insulina induzida. Os importantes sítios de formação de EROs são a mitocôndria e a NAD(P)H oxidase, a primeira pode alterar a produção de EROs em função da atividade metabólica e a segunda tem sua atividade regulada por diversos fatores, dentre eles a PKC .O ácido oléico, junto com o palmítico, é um dos AGs mais abundantes na circulação. O tratamento agudo (1 hora) com 100 µM de ácido oléico aumentou a secreção de insulina associado ao aumento no metabolismo do AG. A oxidação desse ácido graxo induziu aumento no conteúdo de EROs em 16,7 mM de glicose com participação da NAD(P)H oxidase. Apesar da reconhecida função da EROs como sinalizadores, a diminuição de EROs induzida pela inibição da NAD(P)H oxidase promoveu aumento relativo na oxidação da glicose. A secreção relativa de insulina aumentou após inibição da NAD(P)H oxidase, sugerindo função regulatória das EROs no metabolismo da glicose e, conseqüentemente, da secreção de insulina. Dessa forma, o ácido oléico é capaz de aumentar a secreção de insulina com participação da NAD(P)H oxidase e as EROs produzidas por essa enzima promovendo a regulação do metabolismo da glicose. / Fatty acids are required to maintain cellular functioning and are able to modulate insulin secretion from pancreatic islets. The important sites of ROS production are the mitochondria and the NAD(P)H oxidase. The mitochondrial ROS release depends on cellular activity and NAD(P)H oxidase activity depends on many factors, including PKC. Acute (1 hour) exposure to oleic acid increased insulin secretion at 16.7 mM glucose. The insulin secretion induced by OA was associated to increased fatty acid oxidation and decreased glucose metabolism. Also, at 16.7 mM glucose, OA oxidation increased ROS production mediated by NAD(P)H. ROS decreased content induced by NAD(P)H oxidase inhibition induced glucose oxidation re-establishment after OA stimulus. The relative secretion was stimulated by NAD(P)H oxidase inhibition after OA stimulus. This suggests that ROS produced by NAD(P)H oxidase act as glucose metabolism regulators in the pancreatic cell. In consequence of glucose metabolism re-establishment the insulin secretion was increased. In conclusion, ROS produced by NAD(P)H oxidase are regulators of glucose metabolism. The glucose metabolism regulation may be in part responsible for the increased insulin secretion induced by ROS.

Avaliamos importância da NADPH oxidase 2 (NOX2) na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) em ilhotas de ratas alimentadas ou em jejum, incubadas na presença de 2,8 mM ou 16,7 mM de glicose, associada ou não a leucina, com ou sem inibição da NOX2. As ilhotas dos animais alimentados ou em jejum apresentaram reduzida secreção de insulina e altas concentrações de EROs na presença de 2,8 mM de glicose. Esses parâmetros foram invertidos pela adição de inibidores da NOX2. A leucina, que é metabolizada no Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos, também aumentou a secreção de insulina por aumento de ATP, e diminuiu as EROs, devido ao aumento de NADPH, um substrato do sistema antioxidante. Desse modo, quando as ilhotas são submetidas ao jejum, a diminuição da atividade secretória é fundamental para impedir que quantidades maiores de hormônio sejam secretadas, podendo levar a uma hipoglicemia. Porém, na presença de alta concentração de glicose, a ativação das defesas antioxidantes da célula b atenua o excesso de EROS, liberando a secreção de insulina. / We sought to evaluate the importance of NADPH oxidase 2 (NOX2) in the production of reactive oxygen species (ROS) in islets from rats fed or fasted, incubated in the presence of glucose 2.8 mM or 16.7 mM, with or without leucine or inhibition of NOX2. Islets of fed or fasted animals showed reduced insulin secretion and high concentration of ROS in the presence of 2.8 mM glucose. These parameters were reversed by addition of inhibitors NOX2. Leucine that is metabolized in the cycle of Tricarboxylic Acids (TCA) also increased insulin secretion, by increasing ATP, and ROS decreased due to the increase of NADPH, a substrate of the antioxidant system. Thus, when the islets are subjected to fasting, decreased secretory activity is essential to prevent amounts of the hormone be secreted and may lead to hypoglycaemia. However, in the presence of high glucose levels, activation of antioxidant defenses of b cell attenuates the excess of ROS, releasing insulin secretion.

Os genes relógio são responsáveis pelo ritmo circadiano e homeostase de diversos sistemas biológicos, incluindo o pâncreas endócrino. Nas células &beta; são de grande importância para a regulação do metabolismo e da secreção de insulina (SI), e sua ausência pode levar ao desenvolvimento do diabetes. A NADPH oxidase (NOX) é um complexo enzimático responsável pela produção do ânion superóxido através da redução do oxigênio molecular. Em ilhotas pancreáticas, a NOX participa da regulação do metabolismo da glicose e da SI, através da modulação do estado redox intracelular. O objetivo do nosso estudo foi verificar se a desregulação dos genes relógio mediada pela ausência de Bmal1 seria capaz de modular a NOX e o estado redox nas células &beta; pancreáticas, influenciando assim a SI. Observamos que a ausência de Bmal1 alterou a atividade e expressão da NOX, desregulando o estado redox intracelular. Essas alterações levaram à redução da viabilidade celular e mudanças na resposta à estimulação com glicose, resultando em uma deficiência na principal função da célula &beta; a SI. / Clock genes are responsible for homeostasis and circadian rhythm in various biological systems, including endocrine pancreas. In &beta; -cells, they are important for the regulation of metabolism and insulin secretion (IS), and its absence can lead to development of diabetes. NADPH oxidase (NOX) is an enzymatic complex responsible for production of superoxide anion by reducing molecular oxygen. In pancreatic islets, NOX regulates glucose metabolism and IS through modulation of the intracellular redox state. The aim of our study was to investigate whether dysregulation of clock genes mediated by Bmal1 suppression would be able to modulate NOX activity and redox state in pancreatic &beta; cells, thus influencing the SI. In this work, the lack of Bmal1 altered the activity and expression of NOX, deregulating the intracellular redox state. These changes led to reduced cell viability and changes in cell response after stimulation with glucose, resulting in a deficiency in &beta; cell main function, GSIS.