A secreção de insulina é estimulada pela glicose, porém os ácidos graxos (AG) podem influenciar o processo secretório. A oxidação de AG é importante para a estimulação da secreção de insulina por aumentar o ATP, porém, existem vias dependentes e independentes de ATP. Os AG <font face=\"Symbol\">w-3 interferem em processos fisiológicos e na composição e função da membrana plasmática, promovendo potente ação anti-inflamatória. Considerando a importante relação da NAD(P)H oxidase com a secreção de insulina, o estudo das alterações induzidas pela suplementação com AG <font face=\"Symbol\">w-3 sobre o conteúdo de superóxido (O2<font face=\"Symbol\">&#183;) e a expressão da NAD(P)H oxidase, é importante para a compreensão da fisiologia das células <font face=\"Symbol\">b-pancreáticas. Neste estudo, o grupo suplementado apresentou redução do conteúdo de O2<font face=\"Symbol\">&#183;, redução da expressão das subunidades da NAD(P)H oxidase e aumento na expressão da superóxido dismutase (SOD1 e 2), quando comparado ao grupo controle. Embora desconhecido o mecanismo, este dado é relevante, pois pressupõe melhor regulação do estado redox durante a secreção de insulina. / Insulin secretion is stimulated by glucose (GSIS), but fatty acid (FA) may influence the secretory process. The oxidation of FA is important for the stimulation of insulin secretion by increasing the ATP, although there are dependent and independent ATP pathways. The <font face=\"Symbol\">w-3 FA change physiological processes, and affect the composition and function of the plasma membrane, promote potent anti-inflammatory action. Considering the important relationship of NAD(P)H oxidase with insulin secretion, the study of changes induced by supplementation with <font face=\"Symbol\">w-3 FA on the superoxide (O2<font face=\"Symbol\">&#183;) content, and expression of NAD(P)H oxidase, becomes of great importance for understanding the pancreatic <font face=\"Symbol\">b cells physiology. In this study, the group supplemented with <font face=\"Symbol\">w-3 FA showed a reduction of the O2<font face=\"Symbol\">&#183; content, reduced expression of NAD(P)H oxidase subunits, and increased the expression of the enzyme superoxide dismutase (SOD 1 and 2), compared to control. Although unknown the mechanism, this data is relevant, because it represents better regulation of the redox state during GSIS .

Orientadores: Antonio Carlos Boschiero, Alex Rafacho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T10:53:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Purificacao_ThaisAlmeida_M.pdf: 1255549 bytes, checksum: 5142cacf6ca932aa0dd1a86b9eef5074 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Administração de glicocorticóides em roedores e humanos aumenta a resistência à insulina (RI). A RI, provocada por dexametasona, leva a hiperinsulinemia por aumento da secreção do hormônio pelas ilhotas pancreáticas. Recentemente, demonstrou-se que a AS160, uma GAP (proteína ativadora de GTPase), participa no tráfego de vesículas em diferentes tipos celulares que, por sua vez, pode ser alterado por dexametasona. Neste trabalho, avaliamos possível participação da AS160 na secreção de insulina em ilhotas de ratos RI por dexametasona, para isto foram avaliadas proteínas envolvidas no processo de secreção; pAS160, Akt e AMPK. Ratos Wistar adultos foram tratados com o glicocorticóide (DEX) com 1mg/kg (ip) de peso corporal, ou salina (CTL), durante 5 dias. Ao final do período de tratamento, os ratos foram submetidos a um Teste de Tolerância à Glicose intraperitoneal (ipGTT) e, após sacrifício, amostras de sangue foram coletadas para dosagem de insulina. As ilhotas pancreáticas foram isoladas por digestão do pâncreas com colagenase. As proteínas insulares foram avaliadas por Western Blot e os genes por RCP-TR. A insulina, contida nas amostras de sangue e nas incubações de ilhotas, foi medida por radioimunoensaio (RIA). A razão pAS160/AS160 foi aumentada nas ilhotas DEX (P<0,05). Nestas ilhotas, resultados semelhantes foram observados para a razão pAkt/Akt (P<0,05). O tratamento com DEX também aumentou a expressão gênica e protéica da Rab27A (P<0,05), contudo, reduziu significativamente sua associação com a AS160 (P<0,05). A associação entre essas duas proteínas foi observada pela primeira vez nas ilhotas neste trabalho. O tratamento com DEX também reduziu as expressões gênica e protéica bem como a fosforilação da AMPK. A secreção de insulina foi maior nas ilhotas DEX comparado à CTL e, em ambas, a secreção foi diminuída pela wortmanina (inibidor da PI3K). Ilhotas de ratos CTL e DEX, tratados com anti-sense anti-AS160, tiveram o conteúdo protéico da AS160 reduzido em ± 80%, comparado ao CTL (P<0,05). Nas ilhotas de ratos CTL knockdown, a secreção de insulina foi maior que nos CTL e, nas ilhotas dos DEX knockdown a secreção foi semelhante às DEX. Concluindo, o aumento da secreção de insulina em ilhotas de ratos RI por dexametasona envolve a participação da AS160 e, essa potencialização parece ser mediada pela via PI3K/Akt. Esse aumento de secreção parece também ser diretamente proporcional ao aumento da dissociação entre a Rab27A e a AS160 / Abstract: It is well known that glucocorticoids induce insulin resistance (IR). It is also known that dexamethasone-induced IR is linked to increased levels of plasma insulin due to higher insulin secretion by pancreatic islets. Recent findings show that the Rab-GTPase AS160 plays a role in the traffic of vesicles in different cells type that, in turn, may be affected by dexamethasone. Here, we evaluated the participation of AS160 in the insulin secretion in islets from dexamethasone treated rats. Adult rats were treated with dexamethasone (DEX) with 1.0 mg/kg, body weight (ip) or saline (CTL) for 5 consecutive days. Insulin resistance was evaluated by intraperitoneal Glucose Tolerance Test (ipGTT). After, the rats were sacrificed and the islets isolated by the digestion of their pancreases with collagenase. Protein was measured by Western- Blot, and insulin by RIA. AS160 expression, phosphorylation, and the pAS160/AS160 ratio were increased in DEX islets (P<0.05). Similar results were observed for Akt (P<0.05). Dexamethasone also increased Rab27a protein and gene expression but significantly reduced its association with AS160. The association between these two proteins was observed in pancreatic islets for the first time in this work. AMPK gene and protein expression as well as phosphorylation were reduced by Dexamethasone (P<0.05). The insulin secretion was higher in DEX compared with CTL islets (P<0.05). Both secretions were reduced by wortmanin. Islets from CTL and DEX rats, treated with anti-sense anti-AS160, showed ± 80% reduction on its expression. The CTL knockdown islets secreted more insulin than CTL and the DEX knockdown secreted similar amount of insulin than DEX islets. In conclusion, these results indicated that AS160 participates in the increased insulin secretion in islets from DEX rats, and this effect seems to be dependent on the activation of the PI3K/Akt pathway. The increase in insulin secretion also depends on the dissociation between Rab27a and AS160 / 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 2018-08-18T10:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_PriscillaMunizRibeiroda_D.pdf: 2752788 bytes, checksum: a2b912ed65ab26f33708f44d094db90a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A glutamato desidrogenase (GDH) é uma enzima mitochondrial que cataliza a reação reversível de glutamato a ?-cetoglutarato. Nas ilhotas pancreáticas, está associada com a secreção de insulina por aumentar a concentração de ATP. Ratos alimentados com dieta hipoprotéica apresentam secreção de insulina diminuída. A suplementação com leucina (LEU) aumenta a secreção de insulina em resposta a agentes insulinotrópicos. O presente estudo investigou a influência da suplementação com LEU na expressão da GDH e seu envolvimento com a secreção de insulina em ratos desnutridos e suplementados com LEU. Ratos machos foram alimentados com dietas normo- (17%, NP) ou hipoprotéicas (6%, LP) por oito semanas. Após, foram divididos e suplementados com LEU (1,5%) na água de beber (NPL e LPL) pelas quatro semanas seguintes. O conteúdo protéico de GDH no cérebro, fígado, rim e músculo esquelético não diferiu entre os grupos. Nas ilhotas LP, a expressão da GDH estava diminuída e a suplementação com LEU aumentou a expressão de RNAm restaurando o conteúdo protéico a valores similares a NP. A secreção de insulina estimulada por agentes insulinotrópicos ou inibidores, combinados ou não, estava diminuída em ilhotas LP comparada com NP. A suplementação com LEU aumentou a secreção de insulina a valores similares a NP, exceto quando as ilhotas LPL foram incubadas com EGCG. Ilhotas LP tiveram diminuição na [Ca2+]i quando expostas a GLN+BCH. A suplementação com LEU restaurou esses parâmetros aos valores de NP. Frente a esses resultados, podemos concluir que a diminuição na expressão da GDH induzida pela dieta LP foi central ao pâncreas endócrino e está associada à redução da secreção de insulina observada nas ilhotas LP. A suplementação com LEU foi capaz de restaurar a expressão da GDH, contribuindo para o aumento da secreção de insulina observado nas ilhotas LPL. Além disso, a GDH pode, ainda, estar associada com a secreção de insulina pelo acoplamento estímulo/secreção via regulação da [Ca2+]i / Abstract: Glutamate dehydrogenase (GDH) is a mitochondrial matrix enzyme that catalyzes the reversible reaction of glutamate to ?-ketoglutarate. In the pancreatic islets, this enzyme is associated with insulin secretion by augmenting ATP levels. Protein malnourished rats displayed reduced insulin secretion. Leucine (LEU) supplementation augments the insulin secretion response to insulinotropic agents. The present study investigated the influence of LEU supplementation on GDH expression and its involvement with insulin secretion in malnourished rats supplemented with LEU. Male rats were fed normal- (17%, NP) or low-protein diet (6%, LP) for eight weeks. Half of rats of each group were supplemented with LEU (1.5%) in drinking water for the following four weeks (NPL and LPL groups). GDH protein content in brain, liver, kidney and skeletal muscles was not different in any group. GDH RNAm and protein content was reduced in LP islets and LEU supplementation augmented RNAm expression restoring protein content similar to NP. Insulin secretion was reduced in LP islets compared with NP when stimulated by insulinotropics agents or inhybitors, combinaned or not. LEU supplementation augmented insulin secretion to similar values as NP, an effect that was blunted when LPL islets were incubated with EGCG. LP islets showed lower [Ca2+]i when exposed to GLN+BCH. LEU supplementation augmented these patterns similar to NP. Taken together, we may conclude that diminution in GDH expression induced by LP diet was central to endocrine pancreas and was associated with reduced insulin secretion observed in LP rats. LEU supplementation was able to restore GDH expression and it was capable to restore insulin secretion via GDH restoration. Yet, GDH may contribute to insulin secretion via Ca2+ regulation stimulus/secretion coupling / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

O transplante de ilhotas microencapsuladas constitui uma alternativa terapêutica interessante para o Diabetes Mellitus tipo 1, permitindo um melhor controle glicêmico e eliminando a necessidade de imunossupressão. Entretanto, a manutenção a longo prazo da viabilidade das células-&#946; ainda é um desafio. No isolamento, a perda da matriz extracelular e as condições hipóxicas subsequentes afetam decisivamente a sobrevivência e funcionalidade das ilhotas. Objetivo Para diminuir o estresse sobre o enxerto, levando a um sucesso prolongado do transplante, propôs-se a adição de perfluorocarbono (PFC) ou laminina (LN), moléculas associadas respectivamente à oxigenação e interações célula-célula, ao biomaterial baseado em alginato, Biodritina, adequado ao encapsulamento celular. Metodologia Para testar a estabilidade das formulações PFC-Biodritina e LN-Biodritina, microcápsulas foram submetidas a diferentes estresses (rotacional, osmótico, temperatura e cultura) por 7 e 30 dias. A pureza do biomaterial foi avaliada pela coincubação com macrófagos murinos RAW264.7, por 3, 9 e 24h, quando a ativação dos macrófagos foi observada pela expressão gênica de IL- 1&#946; e TNF&#945;. Microcápsulas implantadas i.p. em camundongos foram recuperadas após 7 ou 30 dias, para análises de biocompatibilidade. A expressão de níveis de mRNA (bax, bad, bcl-2, bcl-XL, xiap, caspase 3, mcp1/ccl2, hsp70, ldh, insulina 1 e 2), proteínas (Bax, Bcl-XL e Xiap) e a atividade de Caspase3 foram avaliadas em ilhotas microencapsuladas com PFC- e LN-Biodritina, após cultura de 48h em condições de normóxia e hipóxia (<2% O2). Camundongos diabéticos foram transplantados com ilhotas encapsuladas nas diferentes formulações e os animais foram monitorados pelas variações de massa corporal, glicêmicas e pela funcionalidade do enxerto (TOTGs). As ilhotas foram recuperadas de animais normo ou hiperglicêmicos e uma análise de biocompatibilidade das cápsulas foi realizada, assim como a avaliação funcional das células-&#946;. Após o explante, a glicemia dos animais normoglicêmicos foi monitorada para se atestar a eficiência das ilhotas transplantadas. Resultados Microcápsulas de PFC- e LN-Biodritina são tão estáveis e biocompatíveis quanto as de Biodritina. Para ilhotas encapsuladas em ambos os materiais, em normóxia ou hipóxia, observou-se uma modulação gênica que sugere proteção contra apoptose. Adicionalmente, encontrou-se uma diminuição na expressão de genes indicadores de estresse (mcp1, hsp70). Uma diminuição nos níveis de mRNA de ldh foi vista para PFC-Biodritina, mas o oposto foi encontrado para LN-Biodritina. As diferenças encontradas na expressão proteica sugerem o mesmo padrão anti-apoptótico. Caspase3 não foi modulada por nenhum biomaterial. Nos experimentos de transplante, apenas LN-Biodritina levou reversão prolongada do diabetes, com 60% dos animais normoglicêmicos, 198 dias pós-cirurgia, comparado a 9% do grupo Biodritina. O TOTG demonstrou que camundongos transplantados com ilhotas encapsuladas secretaram mais insulina do que controles, 60 (LN-Biodritina) ou 100 (PFC- e LN-Biodritina) dias pós-cirurgia. O explante restabeleceu a hiperglicemia nos camundongos. Microcápsulas recuperadas de animais hiperglicêmicos apresentavam uma extensa adesão celular. Testes de secreção de insulina in vitro demonstraram que somente ilhotas do grupo normoglicêmico responderam às variações da concentração de glicose. Conclusão A adição de moléculas bioativas à Biodritina é capaz de diminuir o estresse em ilhotas isoladas e tem o potencial de melhorar a terapia pelo transplante de ilhotas. / Transplantation of microencapsulated islets represents an attractive therapeutical approach to treat type 1 Diabetes Mellitus, accounting for an improved glycemic control and the abolishment of immunosuppressive therapies. However, maintenance of long-term &#946;-cell viability remains a major problem. During islet isolation, the loss of extracellular matrix interactions and the hypoxic conditions thereafter dramatically affect &#946;-cell survival and function. Objective To lessen the burden of islet stress and achieve a better outcome in islet transplantation we tested the addition of perfluorocarbon (PFC) or laminin (LN), molecules associated respectively with oxygenation and cell-cell interaction, to Biodritin, an alginate-based material suitable for cell microencapsulation. Methodology To test the stability of PFC-Biodritin and LN-Biodritin composites, microcapsules were subjected to different stresses (rotational, osmotic, temperature and culture) for 7 and 30 days. To assess biomaterial purity microcapsules were co-incubated with RAW264.7 murine macrophage cell line for 3, 9 and 24h and macrophage activation was detected through mRNA levels of IL-1&#946; and TNF&#945;. Microcapsules were implanted i.p. in mice and retrieved after 7 or 30 days, for biocompatibility analyses. Gene expression at mRNA (bax, bad, bcl-2, bcl-XL, xiap, caspase 3, mcp1/ccl2, hsp70, ldh, insulin 1 and 2) and protein (Bax, Bcl-XL and Xiap) levels, together with Caspase3 activity, were evaluated in islets microencapsulated in PFC- or LN-Biodritin, upon culturing for 48h in normoxic or hypoxic (<2% O2) conditions. Diabetic mice were transplanted with PFC- or LN-Biodritin microencapsulated islets, followed by assessments of body weight, glycemia and graft function by oral glucose tolerance tests (OGTTs). Microencapsulated islets were retrieved from normoglycemic or hyperglycemic mice and biocompatibility analyses of the beads together with a functional assessment of the graft followed. After graft removal, normoglycemic animals had their glycemias monitored to attest the efficacy of the transplanted islets. Results PFC- and LN-Biodritin microcapsules were as stable and biocompatible as Biodritin. For both biomaterials in normoxia and hypoxia a modulation in gene expression was observed in islets associated with a protection against apoptosis. Also, a decreased expression of stress-related genes (mcp1, hsp70) was evidenced. ldh mRNA levels were down-regulated in PFC-Biodritin microencapsulated islets but upregulated in the presence of LN. Increased levels of insulin mRNA were observed. The differences seen in protein expression indicated the same anti-apoptotic pattern. Caspase3 activity was not different between groups. Concerning diabetes reversal experiments, only mice transplanted with LN-Biodritin microencapsulated islets presented a better outcome, with 60% remaining euglycemic at 198 days post-surgery, compared with 9% for the Biodritin group. OGTT showed that mice transplanted with encapsulated islets secreted more insulin than normal mice, 60 (LN-Biodritin) or 100 days (PFC- and LN-Biodritina) posttransplant. Hyperglycemia was achieved after the retrieval of microcapsules showing graft efficacy. Retrieved microcapsules revealed an extensive overgrowth in most beads from hyperglycemic mice. A static glucose stimulated insulin secretion test revealed that only islets from normoglycemic subjects were able to secrete insulin according to glucose concentration. Conclusion- The addition of bioactive molecules to Biodritin may lessen the stress of isolated islets and have the potential to improve islet transplantation therapy.

O uso de dieta hiperlipídica com banha de porco em roedores induz obesidade, resistência à insulina e disfunção das células beta do pâncreas. Em diversos tecidos de animais tratados com dieta hiperlipídica já se observou aumento de expressão e/ou atividade da NAD(P)H oxidase, que pode estar envolvida em processos fisiopatológicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar se a dieta hiperlipídica altera a expressão e/ou a atividade da NAD(P)H oxidase em ilhotas pancreáticas e se este fato pode estar associado às disfunções das células beta relatadas na literatura para este modelo animal. As ilhotas pancreáticas dos animais tratados com dieta apresentam maior secreção de insulina em alta glicose, maior metabolização da glicose, menos apoptose, menor expressão protéica de subunidades da enzima, menor produção de superóxido e não apresentam estresse oxidativo. O papel da enzima provavelmente se relaciona ao processo de secreção de insulina. A regulação de sua expressão e atividade deve estar relacionada à adaptação das ilhotas aos efeitos deletérios da dieta. / Feeding animals with high fat diet containing lard causes obesity, insulin resistance and dysfunction of pancreatic beta cells. High fat diet induces oxidative stress and modulates NAD(P)H oxidase expression and activity in many tissues. This enzyme may be involved in many pathophysiological processes. The objective of this study was to evaluate the action of high fat diet on NAD(P)H oxidase activity and expression and if this fact can be connected to the beta cell dysfunction reported in the literature on this animal model. In pancreatic islets of rats fed the high fat diet apoptosis was reduced, glucose metabolism increased, insulin secretion elevated at high glucose, protein expression of NAD(P)H oxidase subunits reduced and the superoxide production was diminished. There was no difference between the groups for oxidative stress markers. It is possible that the enzyme has a role in the process of insulin secretion. Probably the islets are regulating their activity and function to compensate the deleterious effect of lard.

Os efeitos do treinamento aeróbio moderado sobre a viabilidade celular e a GSIS das ilhotas pancreáticas foram investigados em camundongos C57BL/6 alimentados com dieta rica em lipídios (60%) e sacarose (20%) (HFDS). Os grupos foram: HFDS, dieta controle (C), HFDS treinado (HFDSTR), controle treinado (CTR). Após 8 semanas, houve aumentada massa corporal e adiposidade e diminuída tolerância à glicose e sensibilidade à insulina no HFDS; tais efeitos foram atenuados em HFDSTR. Houve menor percentual de células viáveis e prejudicada GSIS no HFDS do que no HFDSTR e C. As expressões do GLUT2 e da CuZn superóxido dismutase-1 (SOD1) foram diminuídas em HFDS, mas não no HFDSTR. As respostas observadas nas ilhotas do grupo HFDSTR foram semelhantes ao grupo C. O treinamento aeróbio de 8 semanas preveniu os efeitos deletérios da HFDS sobre a sensibilidade à insulina, viabilidade celular e GSIS e manteve o conteúdo enzimático antioxidante endógeno, sugerindo que o treinamento aeróbio possa ser benéfico na prevenção dos efeitos deletérios de uma HFDS. / This study investigated the aerobic training effects on GSIS and pancreatic islet cellular viability in C57BL/6 mice fed a high fat (60%) and sucrose (20%) diet (HFDS). The groups were: HFDS, control diet (C), HFDS + training (HFDSTR) and control trained (CTR). After 8 weeks the HFDS significantly increased body mass and adiposity, decreased glucose tolerance and insulin sensitivity, and impaired GSIS and cellular viability; these effects were attenuated in HFDSTR. There were less viable pancreatic islets cells and impaired GSIS in HFDS than in HFDSTR and C. The decreased GLUT 2 and CuZn-superoxide dismutase 1 (SOD1) protein expression in HFDS were increased in HFDSTR. Most pancreatic islet responses were similar between HFDSTR and C. Eight weeks aerobic training prevented deleterious effects of HFDS on insulin sensitivity, cellular viability and GSIS, and maintained endogenous antioxidant enzyme content, thus suggesting that aerobic training may be beneficial to prevent adverse metabolic effects associated with westernized diet consuming.

O depósito de amilina é um achado histopatológico frequente em pacientes portadores de diabetes mellitus tipo 2 (DM 2) e parece estar relacionado à disfunção da célula beta pancreática característica desta doença. Um estudo previamente desenvolvido em nosso laboratório verificou que oligômeros de amilina humana provocam diminuição na expressão do mRNA do gene que codifica o receptor do hormônio incretínico peptídeo insulinotrópico dependente de glicose (Gipr) e aumento do índice de apoptose em ilhotas pancreáticas de rato mantidas em cultura. Considerando o importante papel do depósito amilóide e das incretinas na fisiopatologia do DM 2, os objetivos deste trabalho foram investigar (1) o efeito da amilina humana sobre a expressão dos receptores de incretinas e (2) a modulação de seu efeito tóxico por outras condições concomitantes presentes no DM, como a lipotoxicidade e os produtos finais de glicação avançada (AGEs). Para isto, foi realizada a avaliação da expressão do mRNA dos genes Gipr e Glp1r (receptor do peptídeo semelhante ao glucagon) por PCR em tempo real em ilhotas expostas apenas aos oligômeros de amilina humana (10 M) por 4 e 8 h e em ilhotas expostas aos oligômeros e ao palmitato (0,5 mM) por 24 e 48 h; avaliação da expressão das proteínas GIPR e GLP1R por Western blot em ilhotas tratadas com oligômeros de amilina por 12 h; e avaliação do índice de apoptose pela quantificação da atividade de caspase 3 em ilhotas tratadas com oligômeros de amilina isoladamente, ou na presença de palmitato (0,5mM) por 48 h ou 5 mg/ml de albumina glicada (AlbGAD) por 72 h. A amilina não provocou alteração na expressão dos genes Gipr e Glp1r após 4 h de exposição. Após 8 e 24 h de tratamento, os oligômeros modularam negativamente a expressão destes genes. Entretanto, o tratamento das ilhotas com amilina por 48 h resultou no aumento da expressão do mRNA dos receptores de incretinas. O tratamento simultâneo com palmitato não alterou o efeito modulatório da amilina sobre a expressão dos genes Gipr e Glp1r após 24 e 48 h. A exposição das ilhotas aos oligômeros de amilina por 12 h não causou alteração na expressão das proteínas GIPR e GLP1R. A lipotoxicidade e a albumina glicada não aumentaram o efeito pró-apoptótico da amilina sobre as ilhotas pancreáticas. Em conclusão, a redução na expressão gênica dos receptores de incretinas em ilhotas pancreáticas de rato expostas aos oligômeros de amilina, que poderia indicar um mecanismo adicional pelo qual a amilina exerceria seu efeito deletério sobre células beta, diminuindo o efeito insulinotrópico induzido pelas incretinas em pacientes com DM 2, não foi constatada em relação à expressão protéica de GIPR e GLP1R no período de tempo estudado. O aumento na expressão do mRNA destes receptores provocado pela amilina após 48 horas de incubação poderia ser um mecanismo de compensação das células frente aos efeitos tóxicos dos oligômeros de amilina. O efeito próapoptótico da amilina humana sobre as células beta não parece ser potencializado pela lipotoxicidade ou por AGEs / The amyloid deposit is a common histopathological feature in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) and it seems to be related to the pancreatic beta cell dysfunction characteristic of this disease. A study previously developed in our laboratory found that human amylin oligomers decrease mRNA expression of the glucose-dependent insulinotropic polypeptide receptor (Gipr) and increase apoptosis rate in rat pancreatic islets maintained in culture. Considering the important role of the amyloid deposition and of incretins in the pathophysiology of T2DM, the aims of the present study were to investigate (1) the effect of human amylin on the expression of incretin receptors and (2) the modulation of amylin toxicity by other concomitant conditions present in T2DM, as lipotoxicity and advanced glycation end products (AGEs). The evaluation of mRNA expression of Gipr and Glp1r (glucagonlike peptide -1 receptor) was performed by real time PCR in islets exposed only to human amylin oligomers (10 M) for 4 and 8 h, and in islets exposed to human amylin and palmitate (0,5 mM) for 24 and 48 h; GIPR and GLP1R protein expression was assessed by Western blot in islets treated with amylin oligomers by 12 h; apoptosis rate was evaluated by measuring caspase 3 activity in islets treated with amylin alone or combined to palmitate (0,5 mM) for 48 h or 5 mg/mL of glycated albumin (AlbGAD) for 72 h. Amylin did not affect the expression of Gipr and Glp1r mRNA following 4 h of exposure. Eight and 24 h after treatment, amylin negatively modulated the expression of these genes. However, treatment of the islets for 48 h with amylin elicited an increase in mRNA expression of both incretin receptors. The simultaneous treatment with palmitate did not change the effects of amylin on the expression of Gipr and Glp1r mRNA after 24 and 48 h. Exposure of islets to amylin for 12 h caused no change in GIPR and GLP1R protein expression. Lipotoxocity and glycated albumin did not increase the pro-apoptotic effect of amylin on pancreatic islets. In conclusion, the reduction in mRNA expression of the incretin receptors on rat pancreatic islets exposed to amylin, which could indicate an additional mechanism whereby amylin exert its deleterious effect on beta cells, reducing the insulinotropic effects of incretins in patients with T2DM was not confirm regarding GIPR and GLP1R protein expression at the time period studied. The increased mRNA expression of these receptors caused by amylin after 48 h of incubation could be a compensation mechanism against the toxic effects of amylin oligomers. The pro-apoptotic effect of amylin on human beta cells does not appear to be potentiated by lipotoxicity or by advanced glycation end products

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Vinicius Svidnicki.pdf: 2816065 bytes, checksum: 084b306674252355ae49539418bbb41e (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Metabolic syndrome is characterized by the presence of some risk factors that occur simultaneously in obese subjects, such as Type 2 diabetes mellitus, dyslipidemia and hypertension. GLP-1 is an important incretin that stimulates insulin secretion. Adipose tissue is considered an active complex and endocrine tissue, which secretes factors, termed adipokines, which by means of a dynamic signaling pathways involved in important biological energy balance, nutrient metabolism and immune system. Studies indicate that regular physical activity is related to the prevention and treatment of obesity. This study evaluated the effects of exercise training on the expression of adipokines collected following visceral adipose tissue: adiponectin, TNF alpha, PPAR gamma and PPAR alpha. In addition, we evaluated the expression of GLP-1 in the distal ileum and the insulinotropic action of this incretin in the pancreatic islets. The animal model used in this study were obese mice treated with monosodium glutamate (MSG) during the neonatal period, causing the animals to develop obesity in adulthood. The animals were divided into four groups: sedentary MSG, MSG exercised, sedentary controls, and controls exercised. Animals of exercise groups were submitted to swimming. At 90 days, the animals were sacrificed, biometric and biochemical parameters were analyzed pancreatic islets were isolated and sections of mesenteric fat and distal ileum assays were stored for qRT-PCR (Quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction) and immunohistochemistry. Our data show that regular physical activity and early improves obesity-related pathologies presented by MSG-obese mice. Exercised animals showed a decrease in adipocyte hypertrophy, leading to a change in the expression of adiponectin and PPAR alpha, which may have contributed to an improvement in energy homeostasis in these animals, however it has been shown that exercise does not correct completely the inflammatory profile in this obesity model. For the first time, demonstrated that exercise showed no direct action on the potentiation of insulin by GLP-1 stimulated by pre-prandial glucose, and no increase in the expression of incretin in exercised animals. Physical training reduced these parameters in animals only in mice CON-EXE. Regardless of the condition (fasting or glucose) and activity (exercised or sedentary) MSG treatment had no effect on expression of GLP-1 in the ileum. The swimming induced a reduction in the accumulation of adipose tissue and preserved glucose homeostasis in obese MSG rats, most likely by directly modulating the insulinotropic action of GLP-1 or its response in the pancreatic islets. Physical training inhibited the action of GLP-1 in the presence of low concentrations of glucose. However, physical training was able to restore the insulinotropic action of GLP-1 in the presence of high glucose concentration in MSG obese mice. / A síndrome metabólica é caracterizada pela presença de alguns fatores de risco que ocorrem simultaneamente em indivíduos obesos, tais como Diabetes mellitus tipo 2, dislipidemias e hipertensão arterial. O GLP-1 é uma importante incretina que que pode melhorar o rendimento das células beta pancreáticas. O tecido adiposo é considerado um tecido endócrino complexo e ativo, o qual secreta fatores, denominados adipocinas, que por meio de um sistema dinâmico de sinalização participam de vias biológicas importantes no balanço energético, metabolismo de nutrientes e sistema imune. Estudos indicam que a prática regular de atividade física tem relação com a prevenção e tratamento da obesidade. Assim, este trabalho avaliou os efeitos do treinamento físico na expressão das seguintes adipocinas coletadas de tecido adiposo visceral: adiponectina, TNF alfa, PPAR gama e PPAR alfa. Além disso, foi avaliada a expressão de GLP-1 de íleo distal, bem como a ação insulinotrópica desta incretina nas ilhotas pancreáticas. O modelo animal de obesidade utilizado neste trabalho foram ratos tratados com glutamato monossódico (MSG) durante o período neonatal, levando os animais a desenvolver obesidade na vida adulta. Os animais foram divididos em quatro grupos: MSG sedentários, MSG exercitados, controles sedentários e, controles exercitados. Animais dos grupos exercitados foram submetidos à natação. Aos 90 dias, os animais foram sacrificados, parâmetros bioquímicos e biométricos foram analisados, as ilhotas pancreáticas foram isoladas e secções da gordura mesentérica e do íleo distal foram armazenadas para ensaios de qRT-PCR (Quantitative Real-Time polímerase Chain reaction) e imunohistoquímica. Nossos dados mostram que a prática regular e precoce de atividade física melhora os quadros patológicos relacionados à obesidade apresentada pelos ratos MSG obesos. Os animais exercitados apresentaram uma diminuição da hipertrofia dos adipócitos, levando a uma alteração da expressão de adiponectina e do PPAR alfa, o que pode ter contribuído para uma melhora da homeostase energética nestes animais, entretanto foi demonstrado que o exercício não corrige completamente o perfil inflamatório neste modelo de obesidade. Pela primeira vez, foi demonstrado que o exercício não apresentou ação direta na potencialização da insulina pelo GLP-1, estimulada por níveis pré-prandiais de glicose, bem como não houve aumento na expressão desta incretina nos animais exercitados. O treinamento físico reduziu estes parâmetros apenas nos animais nos ratos CON-EXE. Independentemente da condição (jejum ou glicose) e atividade (exercitados ou sedentários), o tratamento com MSG não teve efeito na expressão de GLP-1 no íleo. A natação induziu uma redução no acúmulo de tecido adiposo e preservou a homeostase glicêmica em ratos MSG obesos, mais provavelmente por modular diretamente a ação insulinotrópica do GLP-1 ou sua resposta nas ilhotas pancreáticas. O treinamento físico inibiu a ação do GLP-1 na presença de menor concentração de glicose. Porém, o treinamento físico foi capaz de restaurar a ação insulinotrópica do GLP-1 na presença de alta concentração de glicose nos ratos MSG obesos.

A perda da função das células beta acelera a deterioração do controle metabólico em pessoas com diabetes tipo 2. Além da lipo- e da glicotoxicidade, os AGEs parecem contribuir para esse processo, promovendo a apoptose das ilhotas pancreáticas. Em outros tecidos, os AGEs interagem com seu receptor específico (RAGE), produzindo espécies reativas de oxigênio (ROS) e ativando o NF-kB. Para investigar o efeito temporal dos AGEs sobre a apoptose de ilhotas, bem como o potencial de compostos antioxidantes para diminuir danos causados pelos AGEs, ilhotas pancreáticas de ratos foram tratadas durante 24, 48, 72, 96 e 120 h com AGEs gerados a partir de co-incubação de albumina de soro bovino (BSA) com Dgliceraldeído (GAD, 5 mg/mL) ou tampão fostato (controle). A apoptose foi avaliada pela quantificação do DNA fragmentado (ELISA), atividade de caspase 3 e detecção da permeabilidade da membrana mitocondrial (MitoProbe JC-1). O estresse oxidativo foi avaliado pela detecção de espécies de oxigênio (Image-iT LIVE Green) e a atividade da NADPH oxidase foi mensurada pelo método de quimioluminescência da lucigenina. A expressão dos genes Bax, Bcl2 e Nfkb1 foi avaliada por reação em cadeia da polimerase quantitativa após transcrição reversa (RT-qPCR). Em um dos tempos em que foi detectado o aumento da apoptose, o efeito de dois compostos antioxidantes foi avaliado: benfotiamina (350 M), uma vitamina B1 lipossolúvel, e Mito Q (1 M), um derivado da ubiquinona com alvo seletivo para a mitocôndria. Em 24 e 48 h, os AGES promoveram um aumento do índice de apoptose em relação ao controle, concomitantemente com o aumento na expresssão do gene Bcl2 (gene anti-apoptótico) e uma redução na expressão do gene Nfkb1. Em contraste, após 72, 96 h e 120 h, os AGEs promoveram um aumento do índice de apoptose em comparação com a condição de controle, concomitantemente com uma diminuição na expressão do gene Bcl2 e um aumento na expressão do gene Nfkb1. Em 24 h, os AGEs promoveram uma diminuição do conteúdo de ROS nas ilhotas, enquanto que nos tempos de 48 e 72 h, os AGEs promoveram um efeito oposto. A benfotiamina e o Mito Q foram capazes de diminuir o índice de apoptose e o estresse oxidativo de ilhotas expostas aos AGEs por 72 h. Em conclusão, os AGEs exerceram um duplo efeito em cultura de ilhotas pancreáticas, sendo de proteção contra a apoptose após exposição curta, mas pró-apoptótica após exposição prolongada. O Mito Q e e a benfotiamina merecem ser adicionalmente estudados como drogas com o potencial de oferecer proteção às ilhotas pancreáticas em condições de hiperglicemia crônica / Loss of beta cell function hastens the deterioration of metabolic control in people with type 2 diabetes. Besides lipo- and glucotoxicity, AGEs seem to contribute to this process by promoting islet apoptosis. In other tissues, AGEs interact with their specific receptors (RAGE) and elicit reactive oxygen species (ROS) generation and NF-kB activation. In order to investigate the temporal effect of AGEs on islet apoptosis as well as the potential of antioxidant compounds to decrease islet damage caused by AGEs, rat pancreatic islets were treated for 24, 48, 72, 96 and 120 h with either AGEs generated from co-incubation of bovine serum albumin (BSA) with D-glyceraldehyde (GAD, 5 mg/mL) or phosphate-buffered saline (PBS, control). Apoptosis was evaluated by quantification of DNA fragmentation (ELISA), caspase-3 enzyme activity and detection of mitochondrial permeability transition (MitoProbe JC-1). Oxidative stress was evaluated by oxygen species detection (Image-iT LIVE Green) and the activity of NADPH oxidase was measured by the lucigenin-enhanced chemiluminescence method. The expression of the genes Bax, Bcl2 and Nfkb1 was evaluated by reverse transcription real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). In one of the time points at which increased apoptosis was detected, the effect of two antioxidant compounds was evaluated: benfotiamine (350 M), a liposoluble vitamin B1, and Mito Q (1 M), a derivative of ubiquinone targeted to mitochondria. In 24 and 48 h, AGEs elicited a significant decrease in the apoptosis rate in comparison to the control condition concomitantly with a significant increase in the RNA expression of the antiapoptotic gene Bcl2 and a significant decrease in the Nfkb1 RNA expression. In contrast, after 72 and 96 h, AGEs promoted a significant increase in the apoptosis rate in comparison to the control condition concomitantly with a significant decrease in Bcl2 RNA expression and a significant increase in Nfkb1 RNA expression. In 24 h, AGEs elicited a significant decrease in the islet content of ROS while after 48 and 72 h, AGEs promoted an opposite effect. Benfotiamine and Mito Q were able to decrease the apoptosis rate and the ROS content in islets exposed to AGEs for 72 h. In conclusion, AGEs exerted a dual effect in cultured pancreatic islets, being protective against apoptosis after short exposition but proapoptotic after prolonged exposition. Mito Q and benfotiamine deserve further evaluation as drugs that could offer islet protection in conditions of chronic hyperglycemia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As associações entre obesidade, doença hepática gordurosa não alcoólica (NAFLD) e diabetes mellitus tipo 2 (DM2) são bem estabelecidas, e o sistema renina-angiotensina (SRA) pode proporcionar uma ligação entre eles. O bloqueio do SRA em diferentes níveis pode estar relacionado a respostas na resistência à insulina, remodelagem do pâncreas e do fígado em um modelo de obesidade induzida por dieta. Camundongos C57BL/6 foram alimentados com uma dieta hiperlipídica (HF) durante oito semanas e depois tratados com alisquireno (50 mg/kg/dia), enalapril (30 mg/kg/dia) ou losartana (10 mg/kg/dia) por um período adicional de seis semanas. As drogas foram incorporadas na dieta. Avaliou-se a massa corporal (MC), pressão arterial, consumo e gasto energético (GE), metabolismo da glicose e lipídico, histopatologia pancreática e hepática, análise hormonal, imunohistoquímica, perfil gênico e/ou proteico do SRA no pâncreas, gliconeogênese hepática, sinalização da insulina, oxidação e acúmulo lipídico. Todos os inibidores do SRA reduziram significativamente o aumento da pressão arterial nos camundongos alimentados com dieta HF. O tratamento com enalapril, mas não alisquireno ou losartana, reduziu o ganho de MC e a ingestão alimentar; aumentou o GE; amenizou a intolerância à glicose e resistência à insulina; melhorou a massa de células alfa e beta; impediu a redução da adiponectina plasmática e restaurou a sensibilidade à leptina. Além disso, o tratamento com enalapril melhorou a expressão proteica nas ilhotas pancreáticas de Pdx1, GLUT2, ECA2 e do receptor Mas. O tratamento com losartana apresentou uma elevação na expressão proteica de AT2R no pâncreas. No fígado, a administração de enalapril atenuou a esteatose hepática, o acúmulo de triglicerídeos e preveniu o aumento dos níveis de PEPCK, G6Pase e do GLUT2. Do mesmo modo, o enalapril melhorou a transdução dos sinais da insulina através da via IRS-1/Akt, bem como reduziu os níveis de expressão gênica e/ou proteica de PPAR-gama, SREBP-1c e FAS. Esses resultados sugerem que a inibição da ECA com enalapril atenuou muitos efeitos deletérios provocados pelo consumo da dieta HF, incluindo: normalização da morfologia e função das ilhotas pancreáticas, proteção contra a resistência à insulina e acúmulo de lipídios no fígado. Estes efeitos protetores do enalapril podem ser atribuídos, principalmente, à redução no ganho de MC e ingestão alimentar, aumento do GE, ativação do eixo ECA2/Ang(1-7)/receptor Mas e dos níveis de adiponectina, o que promove uma melhora na ação hepática da insulina e leptina, normalização da gliconeogênese, amenizando a NAFLD. / The associations between obesity, NAFLD (non-alcoholic fatty liver disease) and diabetes are well established, and the reninangiotensin system (RAS) may provide a link among them. . The blocking of the RAS at different levels may be related to responses on insulin resistance, remodeling of the pancreas and liver in a model of diet-induced obesity. Mice (C57BL/6) were fed on a high-fat (HF) diet for 8 weeks and then treated with aliskiren (50 mg/kg/day), enalapril (30 mg/kg/day) or losartan (10 mg/kg/day) for an additional 6 weeks. The drugs were incorporated into the diet. We assessed body mass (BM), blood pressure, energy intake and expenditure (EE), glucose and lipid metabolism, pancreatic and hepatic histopathology, hormonal analysis, immunohistochemistry, the expression profile of genes and/or proteins affecting pancreas RAS, hepatic gluconeogenesis, insulin signaling and lipid oxidation and accumulation. All RAS inhibitors significantly attenuated the increased blood pressure in mice fed a HF diet. Treatment with enalapril, but not aliskiren or losartan, significantly attenuated BM gain, increased EE, enhanced the glucose intolerance and insulin resistance; improved the alpha and beta cell mass; prevented the reduction of plasma adiponectin and restored leptin sensibility. Furthermore, enalapril treatment improved the protein expression of the pancreatic islet Pdx1, GLUT2, ACE2 and Mas receptors. Losartan treatment showed the greatest AT2R expression in the pancreas. In the liver, the enalapril administration improved hepatic steatosis, triglycerides and prevented the increase hepatic protein levels of PEPCK, G6Pase and GLUT2. Additionally, enalapril improved the deleterious effects on the HF diet by upregulating the signal transduction through the IRS-1/Akt pathway, as well as downregulatin the protein levels and mRNA expression of PPAR-gamma, SREBP-1c and FAS. Our findings indicate that ACE inhibition with enalapril attenuated several of the deleterious effects of the HF diet. In summary, enalapril appears to be responsible for the normalization of islet morphology and function, a protective role against hepatic insulin resistance and lipid accumulation in the liver. These protective effects of enalapril were attributed, primarily, to the reduction in body mass gain and food intake, increasing EE, the enhancement of the ACE2/Ang (1-7)/Mas receptor axis and adiponectin levels, enhancing hepatic insulin action, leptin and gluconeogenesis, and attenuating NAFLD.