Doctor en Bioquímica / Autorizada por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta diciembre de 2015, en el Portal de Tesis Electrónicas / El péptido similar a glucagón-1 (GLP-1) es una incretina secretada por las células intestinales. Su acción clásica es regular la respuesta secretoria de insulina por el páncreas. Sin embargo, recientemente se ha descrito que GLP-1 posee acciones extrapancreáticas muy similares a la insulina, con mecanismos de señalización tejido-específicos. Por sus muchas acciones fisiológicas, y la mayoría relacionadas con los efectos insulinotrópicos de esta incretina, derivados peptidomiméticos de GLP-1 se utilizan actualmente para controlar la hiperglicemia en individuos con diabetes mellitus tipo 2. Debido a esto se hace muy interesante investigar su acción específica sobre distintos tipos celulares que sufren alteraciones en patologías relacionadas con alteraciones metabólicas asociadas a la diabetes mellitus. En particular, se hace muy interesante estudiar el efecto de GLP-1 sobre las células vasculares musculares lisas (VSMC). Estas células responden a variadas señales ambientales fisiopatológicas o bioquímicas, regulando su función y su fenotipo. Sin embargo, aún no se comprende la totalidad de mecanismos involucrados en los cambios fenotípicos que ocurren en estas células en patologías como la diabetes. Evidencias recientes han involucrado a las alteraciones metabólicas que sufren las VSMC con la mayor incidencia de aterosclerosis en pacientes diabéticos. Las mitocondrias son los principales organelos asociados con el control del metabolismo energético dentro de una célula. Actualmente, se sabe que procesos subcelulares tales como la interacción mitocondria-retículo endoplásmico y los fenómenos de fusión y fisión mitocondrial, conocido como dinámica mitocondrial, son capaces de regular la función y el metabolismo mitocondrial. La dinámica mitocondrial está finamente regulada por las proteínas Mitofusinas 1/2 y OPA-1 para el caso del proceso de fusión, y Drp-1 y Fis-1 para el caso del proceso de fisión mitocondrial. Se ha descrito un papel trascendental para la proteína Drp-1 en la regulación del proceso de fisión, ya que puede sufrir modificaciones postraduccionales que modulan su interacción con la mitocondria generando cambios en el proceso de fisión. Dentro de las modificaciones postraduccionales de Drp-1 se destaca una fosforilación inhibitoria por PKA. Debido a que el receptor clásico de GLP-1 es una proteína de siete dominios de transmembrana acoplada a proteína Gs, la activación por GLP-1 de este receptor aumentaría los niveles intracelulares de cAMP activando PKA, pudiendo regular potencialmente el proceso de fisión mitocondrial vía Drp-1. Esta regulación podría ser un nuevo mecanismo por el cual GLP-1 podría regular, vía el control de la dinámica, el metabolismo mitocondrial y por ende el metabolismo celular. Con todos estos antecedentes se propuso como hipótesis que GLP 1 inhibe el proceso de fisión mitocondrial, incrementando el metabolismo mitocondrial a través de la fosforilación de Drp 1, en células de la línea A7r5. Para probar esta hipótesis, células A7r5 correspondientes a células embrionarias de VSMC de aorta de rata se trataron con GLP-1 (100 nM) por 0 – 24 h y se incubaron con la sonda Mitotracker Orange en los últimos 30 min de exposición a la hormona. Posteriormente, las células se visualizaron en un microscopio confocal, la red mitocondrial se reconstruyó tridimensionalmente a partir de las imágenes obtenidas, determinándose el número, volumen promedio y área promedio de las mitocondrias. Los resultados muestran que GLP-1 inhibió el proceso de fisión de la red mitocondrial a las 3 h de tratamiento, lo cual se evidenció por un aumento del volumen y el área mitocondrial promedio. Además, en estas condiciones, los niveles de la proteína constitutiva mitocondrial mtHsp70 no se modificaron en relación a los controles, descartando que GLP-1 induzca biogénesis mitocondrial. El metabolismo mitocondrial se evaluó mediante la determinación de potencial de membrana mitocondrial, usando la sonda JC1; producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), usando la sonda dihidrocloro fluoresceína; niveles intracelulares de ATP, usando lucifenina/luciferasa; y tasa de respiración, medido por oxigrafía. GLP-1 (100 nM) aumentó el potencial de la membrana mitocondrial, los niveles de ROS, los niveles intracelulares de ATP y el consumo de oxígeno. Se demostró que en células A7r5, GLP-1 activa a la vía transduccional dependiente de PKA. Además, mediante inmunoprecipitación de Drp-1 y posterior detección de la fosforilación de Drp-1 por Western blot se determinó que GLP-1 induce la fosforilación de Drp-1 de una manera similar a la inducida por forskolina. Además, mediante inmunofluorecencia se observó que GLP-1 previene la translocación de Drp-1 a la mitocondria. Utilizando H-89, un inhibidor específico de PKA, se demostró que la inhibición del proceso de fisión mitocondrial es dependiente de la activación de PKA. Posteriormente, se analizó la dependencia de la vía PKA para la acción de GLP-1 sobre el metabolismo mitocondrial. H-89 revertió el efecto de GLP-1 sobre el potencial de membrana mitocondrial y el incremento de los niveles de ROS. En resumen, los datos obtenidos permite sugerir que GLP-1 aumenta el metabolismo mitocondrial en las células A7r5 por un mecanismo que involucra la inhibición del proceso de fisión mitocondrial y la fosforilación de Drp-1 a través de una vía transduccional dependiente de PKA / Glucagon like peptide-1 (GLP-1) is an incretin hormone secreted by intestinal cells. Its classical action is to regulate insulin secretion in the pancreas. However, recently extrapancreatic insulinotropic actions of GLP-1 were described involving tissue-specific signaling pathways. Because GLP-1 have a variety of physiological actions mainly related with its insulinotropic actions, currently GLP-1 peptide mimetics are used to treat hyperglycemia in diabetes mellitus type 2 patients. For this reason, GLP-1 actions on different cell types that undergo pathological metabolic alterations related with diabetes mellitus are very interesting to explore. Particularly, we have focused on GLP-1 effects on vascular smooth muscle cells (VSMC). These cells can regulate both function and phenotype depending on biochemical and physiopathological environmental signals. However, mechanisms involved in VSMC phenotypic change in diseases such as diabetes are just beginning to be understood. Recent evidences have associated the existence of metabolic alterations in VSMC with an increase of atherosclerosis in diabetic patients. Mitochondria are the main organelle that controls energetic metabolism within cells. Specifically, subcellular events such as the interaction between mitochondria and endoplasmic reticulum and mitochondrial fusion and fission (i.e. mitochondrial dynamics) regulate mitochondrial function and metabolism. Mitochondrial dynamics is regulated by proteins, Mitofusins 1/2 and OPA-1 control fusion, and Drp-1 and Fis-1 control fission. Drp-1 has an important role in fission control, because it can be post-translationally modified, changing its interaction with mitochondria and affecting the mitochondrial fission rate. The most important post-translational modification is an inhibitory phosphorylation by PKA. The classical GLP-1 receptor (GLP-1R) is a seven transmembrane Gs-protein coupled receptor, and its activation causes an increase of cAMP levels activating PKA. Because this PKA activations GLP-1R could potentially regulates mitochondrial fission by Drp-1 phosphorylation. This regulation could be a novel GLP-1-dependent mechanism to control mitochondrial dynamics, mitochondrial metabolism and cellular metabolism. Consequently, we hypothesized that GLP-1 decreases mitochondrial fission and increases metabolism through Drp-1 phosphorylation in the A7r5 cell line. To test this hypothesis, A7r5 cells (rat embryonary aortic VSMC) were exposed to GLP-1 (100 nM) for 0 – 24 h and incubated with Mitotracker Orange dye in the last 30 min of “the hormone treatment”. Later, cells were observed under confocal microscope, mitochondrial network was reconstructed from images obtained, and number, average volume and area were determined. Our findings showed that GLP-1 decreased mitochondrial fission at 3 h, evidenced by the increase in mitochondrial volume average and area. These events did not affect mitochondrial constitutive mtHsp70 protein levels, discarding mitochondrial biogenesis induced by GLP-1. Mitochondrial metabolism was evaluated by measuring mitochondrial membrane potential, using JC1 dye; reactive oxygen species (ROS), by dihydrochloro fluorescein dye; intracellular ATP level, using luciferin/luciferase; and respiration rate, by oxygraphy. GLP-1 (100 nM) increased mitochondrial membrane potential, ROS levels, ATP content and oxygen consumption. We demonstrated that GLP-1 activates PKA signaling pathway in A7r5 cells. Moreover, through Drp-1 immunoprecipitation and phospho-Drp-1 detection by Western blot, we showed that GLP-1, as well as forskolin, induced Drp-1 phosphorylation. Consequently, Drp-1 translocation to the mitochondria was prevented by GLP-1, as determined by immunofluorescence. Using the PKA specific inhibitor, H-89, it was demonstrated that GLP-1 decreased mitochondrial fission depends on PKA activation. Subsequently, PKA dependence on GLP-1-induced mitochondrial metabolism was explored. We determined that H-89 prevented GLP-1 effects on both mitochondrial membrane potential and ROS production. In summary, our data suggest that GLP-1 increases mitochondrial metabolism in A7r5 cells by a mechanism involving mitochondrial fission and Drp-1 phosphorylation through a PKA-dependent signaling pathway / FONDECYT FONDAP ANILLO ACT1111

El presente estudio tuvo por objetivo inmunolocalizar la distribución de las células enteroendocrinas L, productoras del péptido similar al glucagón (GLP-1), en el intestino de alpacas. Una incretina de gran importancia debido a su función reguladora de la glucemia. Se utilizaron 36 crías de alpaca de 0-45 días de edad y adultos, distribuidos en 7 grupos etáreos. 0 días= <24h, 1-7 días, 8-15 días, 16-21 días, 27-34 días, 35-45 días y adultos. Las muestras intestinales fueron procesadas por inmunohistoquímica usando el anticuerpo monoclonal antiGLP-1. Las células positivas fueron contadas en 15 ejes cripta-vellosidad de cada porción intestinal en cada animal. Los resultados evidencian, respecto de los grupos etáreos, que en el dia 0, el yeyuno es la porción que contiene mayor número de células L (productoras de GLP-1); mientras que, en los otros grupos son yeyuno e íleon. Respecto a la ubicación, se determina en duodeno un aumento significativo (p<0.05) de células L desde los 8 días en adelante; en yeyuno el mayor número de células se encuentra a los 0 días; en íleon el mayor número celular se encuentra desde los 8 a 45 días; y en el colon el mayor número lo encontramos en los adultos. Se concluye que las células L en alpacas se encuentran presentes desde el nacimiento mayoritariamente en yeyuno e íleon.

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Doctora en Ciencias Farmacéuticas / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo en el Portal de Tesis Electrónicas / Para probar este concepto, se sintetizaron en fase sólida tres nuevos análogos del GLP-1, los cuales fueron caracterizados por cromatografía líquida y espectrometría de masas. Adicionalmente, a los péptidos se les evaluó su estructura secundaria por dicroísmo circular y su actividad insulinotrópica in vitro en la línea celular de páncreas Beta-TC-6. Posteriormente se prepararon y caracterizaron fisicoquímicamente los conjugados obtenidos; para ello se utilizaron técnicas de espectrofotometría UV-visible, microscopía electrónica de transmisión, potencial zeta y dispersión dinámica de la luz. Finalmente se evaluó la estabilidad de los conjugados, se estudió su permeabilidad intestinal, utilizando un sistema in vitro basado en un cocultivo de células de adenocarcinoma de colon humano y mucosecretoras (Caco-2/goblet), y además se determinó la actividad hipoglicemiante in vivo de uno de los péptidos y su respectivo conjugado a AuNP, después de una administración intraperitoneal en ratas. Los resultados obtenidos revelaron que los tres péptidos sintetizados: GLP-1(7- 37)-Lys(Acet), GLP-1(7-37)-Lys(Cys) y GLP-1(7-37)-Lys(PegCys), tienen una conformación de tipo α hélice en disolución acuosa y presentan una actividad insulinotrópica similar a la de la incretina endógena GLP-1. Sin embargo, generan conjugados que difieren en estabilidad y capacidad de penetrar el epitelio intestinal, probablemente debido al tipo de interacción que generan con las AuNP. De esta forma, los conjugados de los péptidos que contienen cisteína (péptidos tiolados) resultaron ser más estables que el del péptido sin cisteína, frente al pH gástrico e intestinal, pues generan una interacción de tipo Au-S que le otorga una mayor estabilidad estérica al sistema coloidal. Por otra parte, el conjugado de AuNP al péptido GLP-1(7-37)-Lys(PegCys) fue el que penetró en mayor medida la monocapa de células, encontrándose aproximadamente un 0.016 % de oro después de 4 h de incubación, mientras que con los otros conjugados el nivel de oro no superó el 0.008 %. Además los péptidos y sus conjugados a AuNP no presentaron toxicidad en los sistemas celulares empleados (Beta-TC-6 y Caco-2/goblet, respectivamente). Finalmente, de la evaluación de la actividad hipoglicemiante in vivo se obtuvo que la eficacia hipoglicémica para el análogo GLP-1(7-37)-Lys(PegCys) y su conjugado a AuNP fue similar a la de la incretina endógena (18.7 ± 6.67 %, 27.6 ± 6.33 % y 22.1 ± 8.26 %, respectivamente), revelando que tanto la modificación realizada en el extremo C- terminal de GLP-1, como la presencia de la AuNP, no afectan su bioactividad. De esta forma, el sistema de entrega desarrollado en esta Tesis demostró penetrar las células intestinales en diferentes grados, y disminuir los niveles de glicemia in vivo de una manera similar al péptido endógeno después de su administración intraperitoenal, revelando que este tipo de sistemas es capaz de atravesar barreras biológicas y que la conjugación al nanomaterial no afecta la actividad de la biomolécula, por lo que podría convertirse en una estrategia para la entrega de biomacromoléculas con aplicación en diabetes / Generally, the therapeutic potential of peptides and proteins is hampered by their physicochemical characteristics, which prevent their successful delivery. In this regard, GLP-1 is a peptide incretin that has great therapeutic usefulness due to their interesting action on glucose metabolism, so it is currently an excellent candidate option for the treatment of the type 2 Diabetes Mellitus. However, as a peptidic macromolecule, GLP- 1 has a poor permeability across the intestinal epithelium and is very susceptible to the enzymatic degradation. To overcome these drawbacks some efforts have been made to improve its therapeutic efficacy, such as development of metabolically stable analogs, but very few studies have been focused on the study of the delivery systems to prolong their action and improve its bioavailability. In this Thesis the study of a potential delivery system based on the use of gold nanoparticles (AuNP) for biomacromolecules, such as GLP-1, is presented. This system searches for to increase the permeability of peptides across the intestinal epithelium and enhance its bioavailability while retaining the biological activity of the biomolecules. Thus, a nanoscale delivery system was developed, wherein GLP-1 analogues were conjugated to the surface of AuNP. To probe this concept, three new analogs of GLP-1 on solid phase were synthesized; the peptides were characterized by liquid chromatography and mass spectrometry and additionally their secondary structure and in vitro insulinotropic activity, using Beta-TC-6 pancreatic cells, were evaluated. Subsequently, the conjugates were physicochemically characterized by UVvisible spectrophotometry, transmission electron microscopy, zeta potential and dynamic light scattering. Finally, the stability of the conjugates and their intestinal permeability, using a mucosecretory in vitro system based on human colon adenocarcinoma cells (Caco-2) and goblet cells were studied. Additionally, the in vivo hypoglycemic activity after intraperitoneal administration en rats of one of the peptides and its conjugate was also determinate. The results revealed that all three peptides synthesized: GLP-1(7-37)-Lys(Acet), GLP-1(7-37)-Lys(Cys) and GLP-1(7-37)-Lys(PegCys), have an α helix conformation in solution, and equal insulinotropic activity than the endogenous incretin GLP-1. However, their conjugates differ in stability and ability to penetrate the intestinal epithelium, probably due to the difference in the interaction with the AuNP. In this way, the conjugates of the peptides containing cysteine (thiolated peptides) were more stable, to the gastric and intestinal pH, than the peptide without cysteine because generate an interaction of Au-S that gives a greater steric stability to the colloidal system. Moreover, the conjugate of GLP-1(7-37)-Lys (PegCys) to AuNP penetrated the cell monolayer in a greater extent than the others, being found about 0.016 % gold after 4 h of incubation, while with the other conjugated the gold level did not exceed 0.008 %. In addition, peptides and their conjugates to AuNP did not show toxicity at cell systems used (Beta-TC-6 and Caco-2/goblet, respectively). Finally, the evaluation of the in vivo hypoglycemic activity showed that the hypoglycemic efficacy for the GLP-1(7-37)-Lys (PegCys) analogue and its AuNP conjugate were similar to the endogenous incretin (18.7 ± 6.67 %, 27.6 ± 6.33 % and 22.1 ± 8.26 %, respectively), revealing that the modification in the C-terminal of the GLP-1 molecule and the presence of the AuNP, do not affect its bioactivity. Thereby, the delivery system developed in this Thesis showed penetrate the intestinal cells in different degrees, and decrease blood glucose levels in vivo in a similar way to the endogenous peptide after intraperitoenal administration, revealing that this type of system is capable of cross biological barriers and that the conjugation to the nanomaterial does not affect the activity of the biomolecule, so it could become a strategy for the delivery of biomacromolecules with application in diabetes

Tesis para optar al Grado de Doctor en Nutrición y Alimentos. / Introducción: El glucagón, junto con la insulina, son las principales hormonas responsables de mantener la glicemia dentro de rangos fisiológicos durante el día. Pese a que desde hace largo tiempo se sabe que la secreción de glucagón aumenta en respuesta a disminuciones de la glicemia, los mecanismos mediante los cuales ésta regula la secreción de glucagón no son del todo claros. El Zn es un mineral que se encuentra altamente concentrado en las vesículas de secreción de insulina de las células β, siendo liberado en grandes cantidades junto con ésta y pudiendo contribuir a la supresión de la secreción de glucagón mediante distintos mecanismos, incluyendo la interacción con canales iónicos específicos y a través de sus propiedades insulino-miméticas. Distintos estudios señalan que los pacientes con DM presentan una desregulación de la secreción de glucagón caracterizada por un aumento absoluto o relativo de su secreción así como por una disminución de su supresión en respuesta a la glucosa. A su vez, distintos estudios han mostrado que pacientes con DM2 tienden a presentar una deficiencia de Zn, mientras que estudios de suplementación muestran que éste contribuye a un mejor control de la glicemia. Considerando lo anterior, se decidió evaluar el efecto que tiene la suplementación con Zn sobre la secreción de glucagón, la relación entre éste y la glicemia e insulina y sobre la regulación de la glicemia, postulándose la hipótesis de que la suplementación crónica con Zn en pacientes con DM2 disminuye en un 10% la secreción de glucagón, lo cual está asociado a un aumento en la expresión del transportador de Zn ZnT-8 y a un aumento en la secreción de y en la sensibilidad a la insulina. Materiales y Método: Treinta y seis individuos fueron distribuidos aleatoriamente en dos grupos, uno de los cuales recibió un suplemento con 30 mg/día de Zn durante un año mientras que el otro recibió un placebo. Al ingreso y al año se evaluaron a través de un “screening” tanto la ingesta de Zn como distintos indicadores de estado nutricional de Zn, además del control glicémico, el estado inflamatorio, el estado de estrés oxidativo y una serie de parámetros antropométricos y bioquímicos. También se evaluaron mediante una curva modificada de tolerancia a la glucosa con muestreo frecuente, tanto la concentración plasmática de glucagón, insulina y glicemia, como distintos parámetros relativos a la homeostasis de la glucosa, los cuales fueron determinados de acuerdo con el modelo mínimo de Bergman. Resultados: No hubo diferencias significativas en la concentración plasmática de glucagón, insulina o glicemia ni en la supresión de la secreción de glucagón en respuesta a la suplementación con Zn. Sin embargo, mientras el grupo control presentó correlaciones significativas entre la concentración plasmática de glucagón en respuesta a la infusión de insulina y la resistencia a la insulina, el índice de masa corporal, la circunferencia de cintura, la concentración plasmática de colesterol LDL y la concentración plasmática de Proteína C Reactiva ultrasensible, estas correlaciones no se presentaron o fueron atenuadas en respuesta a la suplementación con Zn. xiv Conclusión: La suplementación con Zn disminuye el efecto de la resistencia a la insulina en células α de pacientes con DM2 / Introduction: Glucagon and insulin are the main hormones responsible for keeping blood glucose within physiological range throughout the day. Although it is known since long time ago that glucagon rises in response to blood glucose decrease, the mechanisms involved are still less clear. Zn is a mineral highly concentrated in insulin-containing vesicles from β cells, being released in substantial amounts together with such hormone and it possibly contributes to suppress glucagon secretion by distinct mechanisms, including the interaction with specific ionic channels and through its insulin-mimetic properties. Different studies pointed out that patients with DM show a dysregulation of glucagon secretion, characterized by an absolute or relative increased secretion and by a decreased suppression in response to glucose. In addition, several studies have shown that patients with T2DM have Zn deficiency, and that Zn supplementation improves glycemic control. Considering the aforementioned, we investigated the effect of Zn supplementation on glucagon secretion, the relationship between glucagon, insulin and glycemia, and on glycemic control, postulating the hypothesis that chronic Zn supplementation in T2DM patients decreased in 10% glucagon secretion, which is related with an increase in the expression of Zn transporter ZnT-8 and to an increase in the secretion and sensitivity to insulin. Materials and methods: Thirty six subjects were randomly assigned to one of two groups; one received a 30 mg/day Zn supplement during a year while the other received a placebo. Zn intake and nutritional status, glycemic control, inflammatory and oxidative stress indicators as well as anthropometric and biochemical parameters were investigated at the beginning and at the end of the study. Plasma glucagon and insulin concentration, glycemia and different parameters relatives to glucose homeostasis and calculated according to Bergman’s minimal model were also investigated by using the modified Frequently Sampled Intravenous Glucose Tolerance Test. Results: There were no significant differences in plasma glucagon or insulin concentration, glycemia, or glucagon suppression in response to Zn supplementation. However, while the placebo group showed significant positive correlations between plasma glucagon after insulin infusion and insulin resistance, body mass index, waist circumference, LDL-cholesterol and ultrasensitive C Reactive Protein, those correlations were absent or attenuated in response to Zn supplementation. Conclusion: Zn supplementation decrease insulin resistance in α cells of T2DM patients

A obesidade juntamente com suas comorbidades vem aumentando em números assustadores. A cirurgia bariátrica associada com a qualidade dos alimentos consumidos é a mais eficaz opção para o tratamento da obesidade e as suas complicações, especialmente o diabetes tipo 2. O excesso de tecido adiposo pode desencadear uma inflamação crônica e sistêmica, ocasionando disfunção dos tecidos, entre eles o mesentérico, responsável por alojar diversas células secretoras de fatores que influenciam no metabolismo da glicose. Objetivos: O objetivo deste estudo foi investigar a expressão do RNA mensageiro (mRNA) de proglucagon, peptídeo insulinotrófico dependente de glicose (GIP), prohormônio convertase 1/3 (PC1/3), e dipeptidil peptidase-IV (DPP-IV) em células jejuno de obesos mórbidos (OB) não diabéticos do tipo 2 diabetes (NDM2) e diabéticos tipo 2 (DM2), para determinar a base molecular da secreção das incretinas após a cirurgia bariátrica. Além disso, objetivamos avaliar os efeitos in vitro de MUFAs sobre a expressão do mRNA, imunoconteúdo e secreção de incretinas, bem como a relação entre a expressão de PPAR-γ e NF-kB em células intestinais de pacientes obesos submetidos a cirurgia bariátrica. E com objetivo de identificar um biomarcador para DM2, dosamos níveis de S100B sanguíneo em indivíduos não obesos (NOB) NDM2 ou DM2, OB NDM2 ou DM2. Métodos: As amostras de mucosa do jejuno foram obtidas dos pacientes OB submetidos à cirurgia bariátrica. Pacientes NDM2: retirada de uma secção do jejuno a 60 centímetros distais ao ligamento de Treitz; e DM2: remoção de uma secção do jejuno a cerca de 100 cm distais ao ligamento de Treitz. A mucosa do jejuno foi analisada com ou sem tratamento com ácidos graxos oléico, elaidico ou vaccenico (50 μM). O RNA total foi extraído usando Trizol. Foi realizada a quantificação por PCR em tempo real (RT-qPCR). As amostras foram sequenciadas para PC1/3 pela ACTGene Análises Moleculares Ltda. O imunoconteúdo de GIP e de peptídeo semelhante a glucagon-1 (GLP-1) foi quantificado em microscópio de fluorescência. A secreção de GIP, GLP-1 e S100B foi quantificada pela técnica de ELISA, utilizando KIT específico. Resultados: DM2 apresentaram diminuição na expressão PC1 / 3 mRNA (primer a, p = 0,014; primer b, p = 0,048). 36,5% não transcreveram o mRNA de PC1/3. NDM2 e indivíduos DM2 não mostraram significativa diferença na expressão do mRNA de proglucagon, GIP e DPP-IV. O imunoconteúdo de GLP-1 e GIP se encontraram diminuído em DM2, mas incubação com alta concentração de glicose estimulou esses depósitos. Nas incubações, ácido vaccênico estimulou a expressão de mRNA de GIP e proglucagon no jejuno de obesos NDM2 (p = 0,041; p= 0,041 respectivamente) e proglucagon em DM2 (p = 0,02). O ácido oléico regulou negativamente a expressão de mRNA de DPP-IV em obesos NDM2 (p = 0,045). Vaccênico aumentou significativamente o imuno conteúdo de GLP-1, mas não aumentou a sua secreção. Expressão basal de mRNA do PPAR-γ foi baixa no jejuno dos OB DM2 e não foi modulada após tratamento com os ácidos graxos. DM2 apresentou aumento da relação de NF-kB/ PPAR-γ no jejuno. S100B se mostrou elevada nos pacientes NOB e OB DM2, comparando com os outros grupos. Conclusões: Os resultados sugerem que a bioativação de pro-GIP e proglucagon poderia estar prejudicada pela baixa expressão do mRNA de PC1/3 em células do jejuno de pacientes OB DM2. No entanto, após a cirurgia, altas concentrações de glicose nesta região do jejuno podem ativar este sistema. Os DM2 apresentaram um estado próinflamatório no jejuno indicado pelo aumento da razão NF-kB/ PPAR-γ. Este efeito foi aumentado após tratamento com ácido vaccênico. Também este ácido graxo aumentou a quantidade intracelular de GLP-1, mas não estimulou a sua secreção. Diante dos resultados, sugerimos que a S100B seja mais investigada como um biomarcador para DM2. / Obesity along with its comorbidities is increasing in alarming numbers. Bariatric surgery associated with the quality of food consumed is the most effective option for the treatment of obesity and complications thereof, especially diabetes type 2. Excess adipose tissue may trigger a chronic and systemic inflammation, causing dysfunction of tissues, including they mesenteric, responsible for housing various cells secreting factors that influence the metabolism of glucose. Objectives: The aim of this study was to investigate the expression of messenger RNA (mRNA) of proglucagon, glucose-dependent insulinotrófico peptide (GIP), prohormone convertase 1/3 (PC1/3), and dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) in jejunal cells morbidly obese (OB) non-diabetic type 2 (NDM2) and type 2 diabetes (DM2), to determine the molecular basis of secretion of incretins after bariatric surgery. Furthermore, we aimed to assess the in vitro effects of MUFA of mRNA expression, and secretion of incretins immunocontent as well as the relationship between the expression of PPAR-γ and NF-kB in intestinal cells of obese patients undergoing bariatric surgery. And in order to identify a biomarker for DM2, dosamos blood levels of S100B in non-obese individuals (NOB) NDM2 or DM2, OB NDM2 or DM2. Methods: The mucosa of the jejunum samples were obtained from patients undergoing bariatric surgery OB. Patients NDM2: removal of a section of the jejunum 60 cm distal to the ligament of Treitz; and DM2: removing a section of the jejunum approximately 100 cm distal to the ligament of Treitz. The jejunum was examined with or without treatment with fatty acids oleic, elaidic and vaccenic (50 mM). Total RNA was extracted using Trizol. Quantification by real time PCR was carried out (RT-qPCR). The samples were sequenced for PC1/3 by ACTGene Analysis Molecular Ltda. The immunocontent GIP and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) was quantified with a fluorescence microscope. The secretion of GIP, GLP-1 and S100B was quantified by ELISA using specific KIT. Results: DM2 showed a decrease in PC1/3 mRNA expression (primer a, p = 0.014; primer b, p = 0.048). 36.5% did not transcribed mRNA PC1/3. NDM2 and DM2 subjects showed no significant difference in the expression of proglucagon mRNA, GIP and DPP-IV. The immunocontent GLP-1 and GIP met decreased in DM2, but incubation with high glucose stimulated these deposits. All incubations vaccenic acid stimulated GIP and proglucagon mRNA expression in jejunum NDM2 obese (p = 0.041; p = 0.041 respectively) in proglucagon and DM2 (p = 0.02). Oleic acid negatively regulated DPP-IV expression of mRNA in obese NDM2 (p = 0.045). Vaccenic significantly increased immune content of GLP-1, but did not increase secretion. Basal expression of PPAR-γ mRNA was low in the jejunum of B DM2 and is not modulated after treatment with fatty acids. DM2 presented an increase in NF-kB / PPAR-γ in the jejunum. S100B showed high NOB and OB DM2 patient compared to the other groups. Conclusions: The results suggest that the bioactivation of proproglucagon and GIP could be hampered by the low mRNA expression of PC1/3 cells in the jejunum of ob T2DM patients. However, after surgery, glucose concentrations this high jejunal region can activate this system. The DM2 showed a pro-inflammatory state in the jejunum indicated by increased reason NF-kB/PPAR-γ. This effect was increased after treatment with vaccenic acid. Also this fatty acid increased the intracellular amount of GLP-1, but did not stimulate secretion. Therefore, the results suggest that S100B is further investigated as a biomarker for DM2.

A obesidade juntamente com suas comorbidades vem aumentando em números assustadores. A cirurgia bariátrica associada com a qualidade dos alimentos consumidos é a mais eficaz opção para o tratamento da obesidade e as suas complicações, especialmente o diabetes tipo 2. O excesso de tecido adiposo pode desencadear uma inflamação crônica e sistêmica, ocasionando disfunção dos tecidos, entre eles o mesentérico, responsável por alojar diversas células secretoras de fatores que influenciam no metabolismo da glicose. Objetivos: O objetivo deste estudo foi investigar a expressão do RNA mensageiro (mRNA) de proglucagon, peptídeo insulinotrófico dependente de glicose (GIP), prohormônio convertase 1/3 (PC1/3), e dipeptidil peptidase-IV (DPP-IV) em células jejuno de obesos mórbidos (OB) não diabéticos do tipo 2 diabetes (NDM2) e diabéticos tipo 2 (DM2), para determinar a base molecular da secreção das incretinas após a cirurgia bariátrica. Além disso, objetivamos avaliar os efeitos in vitro de MUFAs sobre a expressão do mRNA, imunoconteúdo e secreção de incretinas, bem como a relação entre a expressão de PPAR-γ e NF-kB em células intestinais de pacientes obesos submetidos a cirurgia bariátrica. E com objetivo de identificar um biomarcador para DM2, dosamos níveis de S100B sanguíneo em indivíduos não obesos (NOB) NDM2 ou DM2, OB NDM2 ou DM2. Métodos: As amostras de mucosa do jejuno foram obtidas dos pacientes OB submetidos à cirurgia bariátrica. Pacientes NDM2: retirada de uma secção do jejuno a 60 centímetros distais ao ligamento de Treitz; e DM2: remoção de uma secção do jejuno a cerca de 100 cm distais ao ligamento de Treitz. A mucosa do jejuno foi analisada com ou sem tratamento com ácidos graxos oléico, elaidico ou vaccenico (50 μM). O RNA total foi extraído usando Trizol. Foi realizada a quantificação por PCR em tempo real (RT-qPCR). As amostras foram sequenciadas para PC1/3 pela ACTGene Análises Moleculares Ltda. O imunoconteúdo de GIP e de peptídeo semelhante a glucagon-1 (GLP-1) foi quantificado em microscópio de fluorescência. A secreção de GIP, GLP-1 e S100B foi quantificada pela técnica de ELISA, utilizando KIT específico. Resultados: DM2 apresentaram diminuição na expressão PC1 / 3 mRNA (primer a, p = 0,014; primer b, p = 0,048). 36,5% não transcreveram o mRNA de PC1/3. NDM2 e indivíduos DM2 não mostraram significativa diferença na expressão do mRNA de proglucagon, GIP e DPP-IV. O imunoconteúdo de GLP-1 e GIP se encontraram diminuído em DM2, mas incubação com alta concentração de glicose estimulou esses depósitos. Nas incubações, ácido vaccênico estimulou a expressão de mRNA de GIP e proglucagon no jejuno de obesos NDM2 (p = 0,041; p= 0,041 respectivamente) e proglucagon em DM2 (p = 0,02). O ácido oléico regulou negativamente a expressão de mRNA de DPP-IV em obesos NDM2 (p = 0,045). Vaccênico aumentou significativamente o imuno conteúdo de GLP-1, mas não aumentou a sua secreção. Expressão basal de mRNA do PPAR-γ foi baixa no jejuno dos OB DM2 e não foi modulada após tratamento com os ácidos graxos. DM2 apresentou aumento da relação de NF-kB/ PPAR-γ no jejuno. S100B se mostrou elevada nos pacientes NOB e OB DM2, comparando com os outros grupos. Conclusões: Os resultados sugerem que a bioativação de pro-GIP e proglucagon poderia estar prejudicada pela baixa expressão do mRNA de PC1/3 em células do jejuno de pacientes OB DM2. No entanto, após a cirurgia, altas concentrações de glicose nesta região do jejuno podem ativar este sistema. Os DM2 apresentaram um estado próinflamatório no jejuno indicado pelo aumento da razão NF-kB/ PPAR-γ. Este efeito foi aumentado após tratamento com ácido vaccênico. Também este ácido graxo aumentou a quantidade intracelular de GLP-1, mas não estimulou a sua secreção. Diante dos resultados, sugerimos que a S100B seja mais investigada como um biomarcador para DM2. / Obesity along with its comorbidities is increasing in alarming numbers. Bariatric surgery associated with the quality of food consumed is the most effective option for the treatment of obesity and complications thereof, especially diabetes type 2. Excess adipose tissue may trigger a chronic and systemic inflammation, causing dysfunction of tissues, including they mesenteric, responsible for housing various cells secreting factors that influence the metabolism of glucose. Objectives: The aim of this study was to investigate the expression of messenger RNA (mRNA) of proglucagon, glucose-dependent insulinotrófico peptide (GIP), prohormone convertase 1/3 (PC1/3), and dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) in jejunal cells morbidly obese (OB) non-diabetic type 2 (NDM2) and type 2 diabetes (DM2), to determine the molecular basis of secretion of incretins after bariatric surgery. Furthermore, we aimed to assess the in vitro effects of MUFA of mRNA expression, and secretion of incretins immunocontent as well as the relationship between the expression of PPAR-γ and NF-kB in intestinal cells of obese patients undergoing bariatric surgery. And in order to identify a biomarker for DM2, dosamos blood levels of S100B in non-obese individuals (NOB) NDM2 or DM2, OB NDM2 or DM2. Methods: The mucosa of the jejunum samples were obtained from patients undergoing bariatric surgery OB. Patients NDM2: removal of a section of the jejunum 60 cm distal to the ligament of Treitz; and DM2: removing a section of the jejunum approximately 100 cm distal to the ligament of Treitz. The jejunum was examined with or without treatment with fatty acids oleic, elaidic and vaccenic (50 mM). Total RNA was extracted using Trizol. Quantification by real time PCR was carried out (RT-qPCR). The samples were sequenced for PC1/3 by ACTGene Analysis Molecular Ltda. The immunocontent GIP and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) was quantified with a fluorescence microscope. The secretion of GIP, GLP-1 and S100B was quantified by ELISA using specific KIT. Results: DM2 showed a decrease in PC1/3 mRNA expression (primer a, p = 0.014; primer b, p = 0.048). 36.5% did not transcribed mRNA PC1/3. NDM2 and DM2 subjects showed no significant difference in the expression of proglucagon mRNA, GIP and DPP-IV. The immunocontent GLP-1 and GIP met decreased in DM2, but incubation with high glucose stimulated these deposits. All incubations vaccenic acid stimulated GIP and proglucagon mRNA expression in jejunum NDM2 obese (p = 0.041; p = 0.041 respectively) in proglucagon and DM2 (p = 0.02). Oleic acid negatively regulated DPP-IV expression of mRNA in obese NDM2 (p = 0.045). Vaccenic significantly increased immune content of GLP-1, but did not increase secretion. Basal expression of PPAR-γ mRNA was low in the jejunum of B DM2 and is not modulated after treatment with fatty acids. DM2 presented an increase in NF-kB / PPAR-γ in the jejunum. S100B showed high NOB and OB DM2 patient compared to the other groups. Conclusions: The results suggest that the bioactivation of proproglucagon and GIP could be hampered by the low mRNA expression of PC1/3 cells in the jejunum of ob T2DM patients. However, after surgery, glucose concentrations this high jejunal region can activate this system. The DM2 showed a pro-inflammatory state in the jejunum indicated by increased reason NF-kB/PPAR-γ. This effect was increased after treatment with vaccenic acid. Also this fatty acid increased the intracellular amount of GLP-1, but did not stimulate secretion. Therefore, the results suggest that S100B is further investigated as a biomarker for DM2.

A obesidade juntamente com suas comorbidades vem aumentando em números assustadores. A cirurgia bariátrica associada com a qualidade dos alimentos consumidos é a mais eficaz opção para o tratamento da obesidade e as suas complicações, especialmente o diabetes tipo 2. O excesso de tecido adiposo pode desencadear uma inflamação crônica e sistêmica, ocasionando disfunção dos tecidos, entre eles o mesentérico, responsável por alojar diversas células secretoras de fatores que influenciam no metabolismo da glicose. Objetivos: O objetivo deste estudo foi investigar a expressão do RNA mensageiro (mRNA) de proglucagon, peptídeo insulinotrófico dependente de glicose (GIP), prohormônio convertase 1/3 (PC1/3), e dipeptidil peptidase-IV (DPP-IV) em células jejuno de obesos mórbidos (OB) não diabéticos do tipo 2 diabetes (NDM2) e diabéticos tipo 2 (DM2), para determinar a base molecular da secreção das incretinas após a cirurgia bariátrica. Além disso, objetivamos avaliar os efeitos in vitro de MUFAs sobre a expressão do mRNA, imunoconteúdo e secreção de incretinas, bem como a relação entre a expressão de PPAR-γ e NF-kB em células intestinais de pacientes obesos submetidos a cirurgia bariátrica. E com objetivo de identificar um biomarcador para DM2, dosamos níveis de S100B sanguíneo em indivíduos não obesos (NOB) NDM2 ou DM2, OB NDM2 ou DM2. Métodos: As amostras de mucosa do jejuno foram obtidas dos pacientes OB submetidos à cirurgia bariátrica. Pacientes NDM2: retirada de uma secção do jejuno a 60 centímetros distais ao ligamento de Treitz; e DM2: remoção de uma secção do jejuno a cerca de 100 cm distais ao ligamento de Treitz. A mucosa do jejuno foi analisada com ou sem tratamento com ácidos graxos oléico, elaidico ou vaccenico (50 μM). O RNA total foi extraído usando Trizol. Foi realizada a quantificação por PCR em tempo real (RT-qPCR). As amostras foram sequenciadas para PC1/3 pela ACTGene Análises Moleculares Ltda. O imunoconteúdo de GIP e de peptídeo semelhante a glucagon-1 (GLP-1) foi quantificado em microscópio de fluorescência. A secreção de GIP, GLP-1 e S100B foi quantificada pela técnica de ELISA, utilizando KIT específico. Resultados: DM2 apresentaram diminuição na expressão PC1 / 3 mRNA (primer a, p = 0,014; primer b, p = 0,048). 36,5% não transcreveram o mRNA de PC1/3. NDM2 e indivíduos DM2 não mostraram significativa diferença na expressão do mRNA de proglucagon, GIP e DPP-IV. O imunoconteúdo de GLP-1 e GIP se encontraram diminuído em DM2, mas incubação com alta concentração de glicose estimulou esses depósitos. Nas incubações, ácido vaccênico estimulou a expressão de mRNA de GIP e proglucagon no jejuno de obesos NDM2 (p = 0,041; p= 0,041 respectivamente) e proglucagon em DM2 (p = 0,02). O ácido oléico regulou negativamente a expressão de mRNA de DPP-IV em obesos NDM2 (p = 0,045). Vaccênico aumentou significativamente o imuno conteúdo de GLP-1, mas não aumentou a sua secreção. Expressão basal de mRNA do PPAR-γ foi baixa no jejuno dos OB DM2 e não foi modulada após tratamento com os ácidos graxos. DM2 apresentou aumento da relação de NF-kB/ PPAR-γ no jejuno. S100B se mostrou elevada nos pacientes NOB e OB DM2, comparando com os outros grupos. Conclusões: Os resultados sugerem que a bioativação de pro-GIP e proglucagon poderia estar prejudicada pela baixa expressão do mRNA de PC1/3 em células do jejuno de pacientes OB DM2. No entanto, após a cirurgia, altas concentrações de glicose nesta região do jejuno podem ativar este sistema. Os DM2 apresentaram um estado próinflamatório no jejuno indicado pelo aumento da razão NF-kB/ PPAR-γ. Este efeito foi aumentado após tratamento com ácido vaccênico. Também este ácido graxo aumentou a quantidade intracelular de GLP-1, mas não estimulou a sua secreção. Diante dos resultados, sugerimos que a S100B seja mais investigada como um biomarcador para DM2. / Obesity along with its comorbidities is increasing in alarming numbers. Bariatric surgery associated with the quality of food consumed is the most effective option for the treatment of obesity and complications thereof, especially diabetes type 2. Excess adipose tissue may trigger a chronic and systemic inflammation, causing dysfunction of tissues, including they mesenteric, responsible for housing various cells secreting factors that influence the metabolism of glucose. Objectives: The aim of this study was to investigate the expression of messenger RNA (mRNA) of proglucagon, glucose-dependent insulinotrófico peptide (GIP), prohormone convertase 1/3 (PC1/3), and dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) in jejunal cells morbidly obese (OB) non-diabetic type 2 (NDM2) and type 2 diabetes (DM2), to determine the molecular basis of secretion of incretins after bariatric surgery. Furthermore, we aimed to assess the in vitro effects of MUFA of mRNA expression, and secretion of incretins immunocontent as well as the relationship between the expression of PPAR-γ and NF-kB in intestinal cells of obese patients undergoing bariatric surgery. And in order to identify a biomarker for DM2, dosamos blood levels of S100B in non-obese individuals (NOB) NDM2 or DM2, OB NDM2 or DM2. Methods: The mucosa of the jejunum samples were obtained from patients undergoing bariatric surgery OB. Patients NDM2: removal of a section of the jejunum 60 cm distal to the ligament of Treitz; and DM2: removing a section of the jejunum approximately 100 cm distal to the ligament of Treitz. The jejunum was examined with or without treatment with fatty acids oleic, elaidic and vaccenic (50 mM). Total RNA was extracted using Trizol. Quantification by real time PCR was carried out (RT-qPCR). The samples were sequenced for PC1/3 by ACTGene Analysis Molecular Ltda. The immunocontent GIP and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) was quantified with a fluorescence microscope. The secretion of GIP, GLP-1 and S100B was quantified by ELISA using specific KIT. Results: DM2 showed a decrease in PC1/3 mRNA expression (primer a, p = 0.014; primer b, p = 0.048). 36.5% did not transcribed mRNA PC1/3. NDM2 and DM2 subjects showed no significant difference in the expression of proglucagon mRNA, GIP and DPP-IV. The immunocontent GLP-1 and GIP met decreased in DM2, but incubation with high glucose stimulated these deposits. All incubations vaccenic acid stimulated GIP and proglucagon mRNA expression in jejunum NDM2 obese (p = 0.041; p = 0.041 respectively) in proglucagon and DM2 (p = 0.02). Oleic acid negatively regulated DPP-IV expression of mRNA in obese NDM2 (p = 0.045). Vaccenic significantly increased immune content of GLP-1, but did not increase secretion. Basal expression of PPAR-γ mRNA was low in the jejunum of B DM2 and is not modulated after treatment with fatty acids. DM2 presented an increase in NF-kB / PPAR-γ in the jejunum. S100B showed high NOB and OB DM2 patient compared to the other groups. Conclusions: The results suggest that the bioactivation of proproglucagon and GIP could be hampered by the low mRNA expression of PC1/3 cells in the jejunum of ob T2DM patients. However, after surgery, glucose concentrations this high jejunal region can activate this system. The DM2 showed a pro-inflammatory state in the jejunum indicated by increased reason NF-kB/PPAR-γ. This effect was increased after treatment with vaccenic acid. Also this fatty acid increased the intracellular amount of GLP-1, but did not stimulate secretion. Therefore, the results suggest that S100B is further investigated as a biomarker for DM2.

[ES] La regulación de los niveles de glucosa en el cuerpo humano es el resultado de la secreción coordinada de hormonas. La Diabetes Tipo 1 (DT1) es una enfermedad crónica que provoca la destrucción de las células responsables de la producción de insulina, uno de los principales agentes en la regulación de glucosa. Por tanto, las personas con DT1 dependen de la administración exógena de insulina. No obstante, la gestión de la terapia no es sencilla y está sujeta a una gran variabilidad. Los sistemas de Páncreas Artificial se diseñaron con el objetivo de simplificar la gestión de la enfermedad, administrando insulina de manera automática a través de una bomba de insulina, en base a la lógica de un algoritmo de control que emplea información de un monitor continuo de glucosa. Sin embargo, la acción de la insulina es unidireccional (disminuye el valor de la glucosa), y a veces resulta insuficiente para mantener unos niveles seguros de glucosa en sangre. Por eso, en ocasiones se administran otras hormonas, con efectos opuestos (como el glucagón), o complementarios (como la pramlintida) a la insulina. Para que los sistemas automáticos se beneficien de estas acciones de control, es necesario estudiar y conocer sus dinámicas para poder simular su comportamiento, diseñar controladores que los tengan en cuenta y realizar experimentos in silico previos a utilizar los sistemas en pacientes. El uso del glucagón ya cuenta con una larga trayectoria y ha sido utilizado en varios sistemas automáticos. Sin embargo, existe mucha heterogeneidad en las formulaciones de modelos del efecto del glucagón, sobre todo en relación con su interacción con la insulina, y es necesario profundizar en el desarrollo de modelos que reflejen mejor la fisiología subyacente. Por otra parte, los modelos de pramlintida apenas se han estudiado. El objetivo principal de esta tesis es contribuir a mejorar simuladores para validar sistemas de páncreas artificial. En concreto, se realiza un análisis detallado del estado del arte para conocer las propuestas de modelos fisiológicos en la literatura, para luego centrarse en la descripción del efecto de glucagón en la producción endógena de glucosa y la farmacocinética y farmacodinámica de la pramlintida. El trabajo incluye la propuesta de nuevos modelos para glucagón y pramlintida basados en la fisiología, validados con datos clínicos individuales en el caso del glucagón y con datos poblacionales de la literatura en el caso de la pramlintida, mejorando en ambos casos los resultados previamente existentes. / [CA] La regulació dels nivells de glucosa en el cos humà és el resultat de la secreció coordinada d'hormones. La Diabetis Tipus 1 (DT1) és una malaltia crònica que provoca la destrucció de les cèl·lules responsables de la producció d'insulina, un dels principals agents en la regulació de glucosa. Per tant, les persones amb DT1 depenen de l'administració exògena d'insulina. No obstant això, la gestió de la teràpia no és senzilla i està subjecta a una gran variabilitat. Els sistemes de Pàncrees Artificial es van dissenyar amb l'objectiu de simplificar la gestió de la malaltia, administrant insulina de manera automàtica a través d'una bomba d'insulina, en funció de la lògica d'un algorisme de control que empra informació d'un monitor continu de glucosa. No obstant això, l'acció de la insulina és unidireccional (disminueix el valor de la glucosa), i de vegades resulta insuficient per a mantindre uns nivells segurs de glucosa en sang. Per això, ocasionalment s'administren altres hormones, amb efectes oposats (com el glucagó), o complementaris (com la pramlintida) a la insulina. Perquè els sistemes automàtics es beneficien d'aquestes accions de control, és necessari estudiar i conéixer les seues dinàmiques per a poder simular el seu comportament, dissenyar controladors que els tinguen en compte i realitzar experiments in silico previs a utilitzar els sistemes en pacients. L'ús del glucagó ja compta amb una llarga trajectòria i ha sigut utilitzat en diversos sistemes automàtics. No obstant això, existeix molta heterogeneïtat en les formulacions de models de l'efecte del glucagó, sobretot en relació amb la seua interacció amb la insulina, i és necessari aprofundir en el desenvolupament de models que reflectisquen millor la fisiologia subjacent. D'altra banda, els models de pramlintida a penes s'han estudiat. L'objectiu principal d'aquesta tesi és contribuir a millorar simuladors per a validar sistemes de pàncrees artificial. En concret, es fa una anàlisi detallada de l'estat de l'art per a conéixer les propostes de models fisiològics en la literatura, per a després centrar-se en la descripció de l'efecte de glucagó en la producció endògena de glucosa i la farmacocinètica i farmacodinàmica de la pramlintida. El treball inclou la proposta de nous models per a glucagó i pramlintida basats en la fisiologia, validats amb dades clíniques individuals en el cas del glucagó i amb dades poblacionals de la literatura en el cas de la pramlintida, millorant en tots dos casos els resultats prèviament existents. / [EN] Glucose regulation in the human body results from the coordinated secretion of hormones. Type 1 Diabetes (T1D) is a chronic disease that destroys insulin-producing cells, one of the main agents in the glucose regulation process. Consequently, people with T1D depend on exogenous insulin administration. However, therapy management is not an easy task, and it faces great variability. Artificial Pancreas systems were designed to ease the disease management, administering insulin automatically through an insulin pump based on the logic of a control algorithm that reads information from a continuous glucose monitor. Nevertheless, insulin action is uni-directional (lowering glucose values), and sometimes, it is insufficient to maintain safe plasma glucose levels. That is why, occasionally, other hormones are also administered, with opposite (like glucagon) or complementary effects (like pramlintide) to insulin. For automatic systems to benefit from these control actions, it is necessary to study and know their dynamics to simulate their behavior, design aware controllers, and carry out in silico experiments before using the system with patients. Glucagon use in T1D has a long trajectory; and has been used in automatic systems. However, there exists a wide heterogeneity in the definitions of glucagon effect, especially related to its interaction with insulin, and it is necessary to develop models that are more physiologically accurate. On the other hand, pramlintide models have barely been studied. This thesis' main objective is to improve T1D simulators to validate artificial pancreas systems. Specifically, a detailed analysis of the state of the art is carried out to know the physiological model proposals in the literature. Then, the focus moves to describing the glucagon effect on endogenous glucose production and the pharmacokinetics and pharmacodynamics of pramlintide. This work includes the proposal of new physiology-based models for glucagon and pramlintide. The glucagon model was validated with individual clinical data, and the pramlintide model was validated with populational data. Both proposals improved previously existing results. / This work was supported by grant FPU17/03404, grant EST19/00740, and project PID2019-107722RB-C21, funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033. / Furió Novejarque, C. (2024). Contributions to Glucagon and Pramlintide Pharmacokinetics and Pharmacodynamics Modeling for Multi-Hormone Artificial Pancreas Systems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202872