La insulina estimula la captació de MeAIB, àcid alfa-(metil)aminoisobutíric, en el múscul esquelètic. Aquest compost és un anàleg aminoacídic no metabolitzable que és transportat, juntament amb un ió Na+, pel sistema A de transport d'aminoàcids.La insulina estimula la captació a través del sistema A de manera ràpida (max. als 60 min) i independent de síntesi protèica. Des d'un punt de vista cinètic, la insulina provoca una estimulació en la Vmax del transport, sense alterar la Km, per la qual cosa es pot pensar que o bé la insulina provoca un augment en el nombre de transportadors en la membrana plasmàtica, o bé la insulina activa la velocitat de transport intrínseca a cada transportador. En aquesta acció de la insulina no participen microtúbuls ni microfilaments a nivell del múscul esquelètic. La insulina també activa la captació de MeAIB al fetge, però en aquest teixit l'efecte és dependent de síntesi protèica i hi participen els microtúbuls.El sistema A pot activar-se per un dejuni aminoacídic, fenomen que rep el nom de "regulació adaptativa". La regulació adaptativa activa el sistema A de manera dependent de síntesi protèica, i en aquest cas també hi participen els microtúbuls.La insulina no activa el sistema A a través de la producció d'alteracions en el gradient electroquímic de Na(+).En l'estudi dels mecanismes transductors de l'acció de la insulina sobre el sistema A observem que aquesta acció requereix d'una adequada activitat tirosina quinasa del receptor de la insulina. En la transducció del senyal no semblen participar les proteïnes G sensibles a toxina colèrica o a toxina pertúsica, ni tampoc la proteïna quinasa C. La fosfolipasa C administrada exògenament, mimetitza parcialment l'acció de la insulina sobre el sistema A; els productes de la reacció catalitzada per aquest enzim són els diacilgliceroIs, els quals podrien tenir algun paper en el mecanisme de transducció de la insulina, en ]a seva acció sobre el sistema A.Respecte als mecanismes que regulen negativament l'acció de la insulina sobre el sistema A, hem observat que la proteïna quinasa C inhibeix parcialment la captació de MeAlB estimulada per la insulina; el nivell al que interactua la proteïna quinasa C és posterior al receptor de la insulina, ja que aquest no resulta afectat, ni en activitat de "binding", ni en activitat tirosina quinasa, per coneguts activadors de la proteïna quinasa C, els esters de forbol.La fosfolipasa C també provoca una inhibició de l'acció de la insulina sobre el sistema A. Donat que els diacilglicerols activen la proteïna quinasa C, pot especular-se que indirectament la fosfolipasa e també inhibeix l'acció de la insulina a través d'una estimulació de la proteïna quinasa C.Comparativament hem realitzat estudis de l'acció de la insulina sobre la captació d'anàlegs no metabolitzables de la glucosa, la 3-O-metilglucosa, en el múscul esquelètic. Així, mentre que Ja proteïna quinasa C podria participar en la transducció d'aquesta acció de la insulina, l'activació d'aquest enzim pels esters de forbol no provoca alteracions en la captació de glucosa estimulada per la insulina. La fosfolipasa C reprodueix igualment aquesta situació, marcant les diferències respecte al que succeeix amb el transport d'aminoàcids. Malgrat aquestes diferencies, la transducció de l'acció de la insulina sobre el transport de glucosa tampoc requereix de proteïnes G sensibles a toxina pertúsica o a toxina colèrica mentre sí que requereix d'una adequada funcionalitat del receptor de la insulina.Agents que activen la producció intracel.lular de cAMP no alteren l'acció de la insulina sobre la captació de MeaIB o de 3-O-metilglucosa, la qual cosa és índex d'una no participació de la proteïna quinasa A en la regulació negativa de l'acció de la insulina. / Insulin stimulates amino acid uptake through the system A in skeletal muscle. This stimulation is maximal at 60 min or insulin addition, and is independent of protein synthesis and microtubules or microfilaments activity. Insulin action on system A in muscle is characterized by an increased Vmax without changes in Km. In this regard, the effect of insulin on muscle broadly differs from the stimulatory action on system A in liver which is dependent on protein synthesis and on microtubular function.System A co-transports amino acids and Na(+) ions. Insulin does not stimulate system A through changes in electrochemical gradient of Na(+).This action of insulin requires an adequate tyrosine kinase activity of the insulin receptor. In the transduction of the insulin action, there are not G proteins sensitive to pertussis toxin or cholera toxin. Protein kinase C is not involved in the biochemical pathway that lead to activation of system A in skeletal muscle.It has been previously reported that some of insulin effects can be negatively regulated by activation of protein kinases such as protein kinase C or cAMP-dependent protein kinase. In this regard, we have found that activation of protein kinase C with TPA or by addition or PL-C inhibits insulin action of system A. However cAMP-inducing agents such isoproterenol, a beta-adrenergic agonist, cholera toxin -which activates Gs- or forskolin -which stimulates adenilate ciclase-, did not modify insulin action on system A in skeletal muscle.Thus protein kinase A does not seem to play a role in the regulation of insulin effect on amino acid uptake in muscle.

Les alteracions en el metabolisme dels àcids grassos estan implicades tant en l'aparició de la hipertròfia cardíaca com de la resistència a la insulina, encara que els mecanismes responsables són poc coneguts. Per aquesta raó, l'objectiu general d'aquesta tesi doctoral ha estat aprofundir en el coneixement dels mecanismes responsables de l'aparició d'aquestes dues patologies, així com els efectes de diferents fàrmacs sobre la hipertròfia cardíaca i la resistència a la insulina. Per a la consecució d'aquest objectiu general s'han realitzat una sèrie d'estudis amb els següents objectius específics: I. Determinar els efectes que produeix l'activació de NF-kappaB durant la hipertròfia cardíaca sobre l'expressió dels gens implicats en el metabolisme dels àcids grassos i l'efecte produit pels inhibidors d'aquest factor de transcripció.II. Avaluar si l'activador de PPAR-beta/delta, L-165041, és capaç de revertir la hipertròfia cardíaca en cardiomiòcits neonatals, i en cas que així sigui, determinar el mecanisme responsable.III. Examinar nous mecanismes potencials a través dels quals l'activació de NF-kappaB afecta l'acció dels PPARs en un model de rates amb constricció de la aorta abdominal que desenvolupen hipertròfia cardíaca i determinar l'efecte del tractament amb estatines en aquest model.IV. Estudiar l'efecte de les estatines sobre l'activitat de PPAR-beta/delta en cèl·lules H9c2 estimulades amb LPS i la possible participació del cofactor PGC-1 en aquest procés. V. Determinar si el tractament amb inhibidors de NF-kappaB afecta a la via Akt-GSK3-beta implicada en l'aparició de la hipertròfia cardíaca.VI. Examinar els efectes de l'HTB sobre la hipertròfia induïda per fenilefrina en cardiomiòcits neonatals i del triflusal en un model de rates amb constricció de la aorta abdominal.VII. Estudiar com el tractament amb troglitazona afecta a l'expressió de l'Akt i a l'activitat d'AMPK al múscul esquelètic i la seva implicació en els efectes d'aquest fàrmac sobre el metabolisme dels àcids grassos i la glucosa. Els resultats obtinguts semblen indicar que l'activació del factor NF-kappaB durant la hipertròfia cardíaca redueix l'activitat de PPAR-beta/delta tant in vivo com in vitro, a través d'un mecanisme que implica la interacció entre la subunitat p65 de NF-kappa-B i PPARbeta/delta. D'altra banda l'activació de PPARbeta/delta amb un agonista selectiu inhibeix la hipertròfia cardíaca induïda per fenilefrina en cardiomiòcits neonatals. Aquest tractament també inhibeix l'activació de NF-kappaB induïda per LPS a través d'un mecanisme que implica la interacció física entre aquest subtipus de PPAR i la subunitat p65 de NF-kappaB. Pel que fa al tractament amb atorvastatina, podem concloure que la reducció de l'oxidació dels àcids grassos observada durant la hipertròfia cardíaca, sembla ser el resultat de la reducció tant dels nivells de PPAR-alfa com de PPAR-beta/delta i de la interacció dels dos subtipus de PPAR i p65. Aquests canvis es reverteixen després del tractament amb atorvastatina. A més, l'activació de NF-kappaB induïda per LPS redueix l'expressió de la PGC-1. Aquest fet disminueix la interacció d'aquest coactivador i PPAR-beta/delta provocant un descens en l'expressió dels gens implicats en l'oxidació dels àcids grassos. Aquests canvis es reverteixen en presència d'inhibidors de NF-kappaB com l'atorvastatina i el partenolide. Finalment, l'atorvastatina inhibeix l'activació de la via Akt/GSK3-beta per estímuls hipertròfics, a través d'un mecanisme que implica la supressió de l'activitat NF-kappaB.Finalment, el triflusal, i el seu metabòlit actiu HTB, eviten la hipertròfia cardíaca tant in vitro com in vivo a través de la inhibició de NF-kappaB. En els resultats de resistència a la insulina, sembla que el tractament amb troglitazona incrementa l'expressió de la proteïna Akt en múscul esquelètic, a través de la reducció dels nivells intracel·lulars de ceramides. / Cardiac hypertrophy is a response of the heart to a wide range of extrinsic stimuli, such as arterial hypertension, valvular heart disease, myocardial infarction, and cardiomyopathy. Although this process is initially compensatory for an increase workload, its prolongation frequently results in congestive heart failure, arrhythmia, and sudden death. Among the signal transduction pathways involved in the hypertrophic growth of the myocardium, the nuclear factor (NF)-kappaB signaling pathway plays a pivotal role, since it has been shown that NF-kappaB inhibition blocks or attenuates the hypertrophic response of cultured cardiac myocytes. In addition, cardiac hypertrophy is associated with an increase in glucose utilization and a decrease in fatty acid oxidation, which is characteristic of fetal heart. Defects in mitochondrial fatty acid oxidation enzymes cause childhood hypertrophic cardiomyopathy, and perturbation of fatty acid oxidation in animal models causes cardiac hypertrophy, demonstrating that substrate utilization is important in the pathogenesis of hypertrophy.In this work we demonstrate that activation of PPARbeta/delta by the specific ligand L-165041, atorvastatin and triflusal inhibits cardiac hypertrophy.On the other hand, insulin resistance is a common metabolic abnormality associated with obesity, hypertension and type 2 diabetes mellitus. Skeletal muscle accounts for the majority of insulin-stimulated glucose utilization and is, therefore, the major site of insulin resistance. During the development of insulin resistance in skeletal muscle an impairment of glucose utilization and insulin sensitivity has been related to the presence of increased availability of certain lipid-derived second messengers, such as ceramides, which can attenuate several insulin signaling pathways leading to insulin resistance. Thiazolidinediones (ciglitazone, pioglitazone, rosiglitazone and troglitazone) are oral antidiabetic agents that improve insulin sensitivity and glucose homeostasis in type 2 diabetic patients as well as in various animal models of diabetes and obesity. The findings obtained implicate ceramide as an important intermediate in the regulation of Akt after troglitazone treatment and suggest that prior thiazolidinedione treatment may preserve or delay the onset of insulin resistance by increasing Akt in skeletal muscle.

La GK és clau en la regulació del metabolisme glucídic tant per la seva funció al pàncrees en què determina la secreció d’insulina, com per la seva funció al fetge on controla les vies d’utilització i d’emmagatzematge de glucosa. Per aquest motiu és una bona diana per a la teràpia de la diabetis, i diverses companyies farmacèutiques estan desenvolupant activadors sintètics de la GK (GKA) pel tractament de la diabetis de tipus 2. Els estudis de GKAs existents avaluen l’activació de la GK a nivell sistèmic i no es coneixen els seus efectes específis sobre la GK al fetge. Per indagar-los, com que no disposàvem d’un GKA específic per a la GK del fetge, ens vam proposar la sobrexpressió d’una forma de GK amb una mutació activadora (GK-A456V) que confereix característiques cinètiques a l’enzim idèntiques a les obtingudes amb els GKAs. L’introduírem al fetge perivenós mitjançant transfecció gènica hidrodinàmica (perquè és la zona on s’expressa majoritàriament l’enzim salvatge en condicions fisiològiques). Un dels controls emprats en l’estudi fou la sobrexpressió de la GK salvatge també a la zona perivenosa, que ens permetria comparar els resultats d’aquesta sobrexpressió local de la GK amb la sobrexpressió no zonal descrita a la bibliografia. Per una banda, avaluàrem els efectes de la sobrexpressió i de l’activació de la GK hepàtica en el context d’un animal sa a llarg termini, per determinar si hi havia risc de resistència a insulina (com s’esdevé en alguns models de sobrexpressió no zonal de GK al fetge). Tant l’activació com la sobrexpressió de GK al fetge perivenós a curt termini comportaren una disminució de la glicèmia i de la insulinèmia. No obstant, en avaluar-ho a llarg termini, la sobrexpressió de GK generà un fenotip de resistència a insulina exclusivament al fetge. En canvi, la GK-A456V comportà un fenotip amb un perfil metabòlic similar als animals controls, sense alteracions dels nivells de glúcids i lípids (sèrics i hepàtics). Al fetge, malgrat que no provocava canvis en el metabolisme glucídic i lipídic, l’activació de la GK va promoure la desregulació per GKRP i la inducció de la glucosa-6-fosfatasa. Per altra banda, la presència de la GK activada al fetge resultà en una activació del catabolisme al teixit adipós. Per altra banda, vam emprar un model de diabetis de tipus 1 per determinar els efectes de la GK-A456V sobre el fenotip diabètic independentment de la insulina, amb la finalitat de valorar l’activació de la GK hepàtica com a tractament alternatiu als GKAs sistèmics. La sobrexpressió perivenosa de GK, tot i que comportà un increment del metabolisme de glucosa al fetge (increment del glicogen hepàtic, de ub-PFK-2, de L-PK, c-myc) i una disminució de la gluconeogènesi (reducció dels nivells de PEPCK), va provocar dislipidèmia com a resultat de la disminució de la β-oxidació d’àcids grassos (reducció dels nivells de Cpt-1) i una inducció de la lipogènesi hepàtica (augment de FAS, ACC, ChREBP). Altres models de sobrexpressió de GK, descrits a la literatura, que no tenien en compte el concepte de zonació hepàtica, també presentaven alteracions en el metabolisme lipídic. En canvi, l’activació de la GK comportà una rellevant disminució de la hiperglicèmia diabètica tot i tenir un lleu efecte sobre l’activació del metabolisme de glucosa i sobre la inhibició de la gluconeogènesi. Sobretot és interessant que la millora de la hiperglicèmia diabètica no va acompanyada d’alteracions del metabolisme lipídic. En conjunt, aquest treball suggereix que l’activació de la GK exclusivament al fetge és una estratègia terapèutica millor per a la diabetis que la sobrexpressió de la GK. / Synthetic glucokinase activators have been used in the context of type 2 diabetes therapy, mainly for their insulin secretagogue activity. However, the impact of these drugs on liver GK has not been studied in vivo. Since GK activators and activating GK mutations confer identical kinetic properties to GK, we hypothesize that hepatic overexpression of a mutated form of GK, GKA456V, described in a patient with Persistent Hyperinsulinemic Hypoglycemia of Infancy (PHHI), shall mimic the liver-specific effects of GK-activating drugs. GKA456V was overexpressed in the liver of streptozotocin diabetic mice and also in healthy mice. Metabolite profiling in serum and liver extracts, together with key components of glucose and lipid homeostasis, were analyzed and compared to GK wild-type transfected animals. Cell compartmentalization of mutant and wild-type GK was also examined in vivo. In the type 1 diabetic mice, GKA456V overexpression markedly reduced blood glucose in the absence of dislipidemia, in contrast to wild-type GK-overexpressing mice. Enhanced glucose utilization did not correlate with glycogen synthesis or lactate production. PEPCK mRNA was not affected, whereas the mRNA for the catalytic subunit of glucose-6-phosphatase was upregulated ~4-fold in the liver of GKA456V treated animals. Moreover, GKA456V was not translocated to the nucleus after a short fast, confirming that this activating mutation disrupted GKRP regulation. In healthy mice, the overexpression of hepatic GK resulted in insulin resistance. Otherwise, GKA456V overepxressing animals were not insulin resistant. They showed increased mRNA and protein content of the catalytic subunit of glucose-6-phosphatase in the liver, and an idnuction of catabolism in their adipose tissue. Our results validate liver specific GK activation as a strategy for diabetes therapy and provide new insights into the complex GK regulatory network.

A la primera part de l'estudi s'avaluen els defectes metabòlics de secreció i sensibilitat ala insulina presents en una població d'alt risc per desenvolupar diabetis mellitus tipus 2com són els familiars dels pacients diabètics. A la segona part de l'estudi es realitza unassaig clínic doble cec controlat amb placebo amb un dels fàrmacs utilitzats per laprevenció de la diabetis tipus 2 com és la metformina a pacients amb tolerància alteradaa la glucosa. S'analitzen els seus efectes metabòlics i antiinflamatoris.S'estudia la sensibilitat a la insulina i la secreció amb el mètode HOMA i CIGMA javalidats per aquests estudis tant a la primera part com la segona part de l'estudi. Ladeterminació dels paràmetres inflamatoris es realitzaren amb mètodes d'enzimimmunoassaig d'alta sensitivitat. L'anàlisi estadística de les dades de l'assaig es realitzaamb el model general lineal d'anàlisis de la variància per a mesures repetides.Els familiars dels pacients diabètics manifesten defectes de la sensibilitat i la secreciód'insulina. La metformina a etapes prediabètiques millora la hiperglucèmia i lasensibilitat a la insulina. Millora el perfil bioquímic hepàtic i és probable que tingui propietats antiinflamatòries al augmentar les concentracions de la proteïna bactericida incrementadora de la permeabilitat (BPI). / "Study of insulin resistance in first-degree relatives of type 2 diabetic patients andthe effects of metformin"First part of the study analyzes the metabolic defects of insulin secretion and action in ahigh risk population, the first degree relatives of type 2 diabetic patients. On the secondpart of the study we performed a randomized double blind study with metformin versusplacebo in impaired glucose tolerant patients. We analyzed the metabolic and antinflammatory effects.We studied insulin sensitivity and secretion with HOMA and CIGMA tests in both studies. Inflammatory determinations were performed with high sensitivity immunoassay. Statistical analysis were done with general lineal model of variance for repeated measurements.First degree relatives manifest insulin secretion and sensitivity defects. Metformin improves hyperglycaemia an insulin resistance. It also improves hepatic biochemicaltests and it could have antinflammatory properties due to the increase in bactericidal increasing permeability protein (BPI)levels.

La DM 2 és una malaltia multifactorial i multigènica. Aquest fet condueix a l'estudi de molts gens i proteïnes susceptibles d'estar implicades amb la DM 2. Algunes d'aquestes proteïnes i gens estan associats a un estat lleu d'inflamació crònica, la qual pot desencadenar la síndrome metabòlica (SRI) i DM 2. Moltes d'aquestes proteïnes poden usar-se com a possibles marcadors de malaltia cardiovascular, resistència a la insulina i futura DM 2. Aquest treball presenta quatre proteïnes i la seva relació amb la SRI i la DM 2. L'SP-D i l'SP-A s'estudien per la relació que hi ha entre la disminució de la funció pulmonar i la resistència a la insulina i pel fet de ser moduladores de la inflamació. Les α-defensines s'estudien perquè també són moduladores de la inflamació i per una possible relació amb l'arteriosclerosi i el colesterol LDL. La visfatina s'estudia per la possible associació amb la insulinosecreció. / Type 2 diabetes (T2DM) is a multifactorial and multigenic disease. This fact drives in the study of many genes and proteins susceptible of being implied with T2DM. Some of these proteins and gens are associated inlow-grade chronic inflammation, which can unchain metabolic syndrome (SRI) and T2DM. Many of these proteins can be used as possible markers of cardiovascular disease, insulin resistance and T2DM. This work presents four proteins and their association with SRI and T2DM. SP-D and the SP-A have been studied since there are a association among the decrease of the pulmonary function and insulin resistance. These proteins modulates inflammation too.α-defensins are studied also because they are modulate inflammation; and because there are a possible association among arteriosclerosis, cholesterol LDL and α-defensins. The visfatina is studied by the possible association with insulin secretion.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-11-18Bitstream added on 2014-08-13T18:01:02Z : No. of bitstreams: 1 000748668.pdf: 957479 bytes, checksum: 670972c3b7a60f1f2c3c094fa9899f7a (MD5) / Introdução: Os mecanismos de instalação e desenvolvimento dos quadros de sobrepeso e obesidade e aspectos relacionados à prevenção têm sido bastante investigados, porém muitas perguntas ainda precisam de respostas. Objetivos: Avaliar o efeito de um programa de treinamento e destreinamento de nove semanas associado a uma dieta hipercalórica e hiperlipídica sobre a sensibilidade à insulina e tolerância à glicose, junto com a expressão de GLUT4 e TNF-a, e conteúdo de RNAm de Slc2a4, Tnf, Pgc1a no tecido muscular. Metodologia: Ratos Wistar de 3 meses de idade distribuídos em 8 grupos: C- controle sedentário; O- obeso sedentário; CE-controle exercício; CD-controle exercício destreinado; OE-obeso exercício; OD-obeso exercício destreinado. Os grupos C e O foram divididos em 2 subgrupos: C e O sacrificados aos 5 meses de idade, C7 e O7 aos 7 meses de idade... / Introduction: The mechanisms of installation and development of overweight and obesity as well as prevention have been extensively investigated, but many questions still need answers. Objectives: To evaluate the effect of a training program for nine weeks and detraining on insulin sensitivity and glucose tolerance will, along with the expression of GLUT4 and TNF-a mRNA content and Slc2a4, Tnf, Pgc1a in muscle tissue situations training / detraining. Methods: Wistar rats of 3 months of age divided into 8 groups: control - C, O- obese, CE -control exercise, CD control detraining; OE - obese exercise, OD obese detraining. The group C and O were divided into 2 subgroups C and O, C7 and O7...

Orientador: José Roberto Bosqueiro / Banca: José Maurício Sforcin / Banca: Silvana Bordin / Resumo: A manutenção da homeostase energética é, sem duvida, o aspecto fisiológico mais importante para a garantia de sobrevivência animal. Doenças crônicas como câncer são capazes de alterar esta homeostase, agravada principalmente pela presença do tumor. O conjunto de sintomas envolvidos neste quadro de desequilíbrio metabólico, comum a diversas doenças, foi agrupado e caracterizado como uma síndrome metabólica denominada caquexia que, entre outros fatores, leva à progressiva perda de peso, perda de tecido muscular e adiposo, e está frequentemente associado a sintomas de anorexia e inflamação sistêmica. Na caquexia induzida por câncer, o desequilíbrio no metabolismo de carboidratos é um sintoma frequente, especialmente alterações no perfil secretório de insulina. Da mesma forma, a presença tumoral gera um estado de inflamação sistêmica que há algum tempo tem sido apontada como principal responsável pela alteração funcional de diversos órgãos, acarretando na progressão da síndrome. No entanto, não há trabalhos na literatura que correlacionem o papel da inflamação sistêmica gerada pelo desenvolvimento tumoral com a alteração no metabolismo de carboidratos, principalmente aquelas relacionadas à secreção de insulina. Em resultados anteriores evidenciamos que camundongos portadores do tumor sólido de Ehrlich (TSE) exibiram drástica diminuição na capacidade secretória de insulina, hipoinsulinemia, maiores sensibilidade a este hormônio e tolerância à glicose. Deste trabalho, inúmeras possibilidades de estudo surgiram, dentre elas a investigação do quadro inflamatório na ilhota como possível causador das alterações na secreção de insulina. Diante da escassez de trabalhos nesta área e diante da importância da adequada secreção de insulina e da homeostase glicêmica na melhora da sobrevida de portadores de doenças malignas, foi proposta do presente estudo avaliar ... / Abstract: The maintenance of energy homeostasis is one of the most crucial physiological tasks to ensure long-term survival in animals. Chronic diseases, as cancer, are capable to lead to homeostasis imbalance mainly by tumor presence and the cluster of symptoms involved in this process was named cachexia. Cancer cachexia is a metabolic syndrome characterized by a marked weight loss, loss of muscle and adipose tissues and is frequently associated with anorexia and systemic inflammation. Alterations in carbohydrate metabolism are frequent in cancer cachexia, especially insulinemic alterations. In the same way, tumor presence promotes severe systemic inflammation in the host, and it was demonstrated that this is responsible for functional alterations in many organs leading to cachexia progression. However, there are no studies that correlate the role of systemic inflammation with the alterations in carbohydrate metabolism, mainly related with alterations in insulin secretion. In previous studies we demonstrated that solid Ehrlich carcinoma-bearing mice (SET) showed drastic decrease in insulin secretion, hipoinsulinemia, increase in insulin sensitivity and glucose tolerance. With these results, numerous opportunities for study appeared, among then the establishment of inflammatory response in islets. Considering the lack of studies in this area and considering the importance of proper insulin secretion and glicemic homeostasis to the survival of cancer patients, we evaluated inflammatory response components in pancreatic islets of solid Ehrlich tumor-bearing mice in order to seek consistent information about possible mechanisms involved in alterations in insulin secretion in SET group. For this, pancreatic islets of control (CTL) and SET bearing mice were analyzed 14 days after tumor inoculation for determination of the expression of the proinflammatory citokynes TNF-α, IL-1β, IFNγ, IFN-α, IL-6 e IL-8, and ... / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T19:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000425136-Texto+Completo-0.pdf: 6824100 bytes, checksum: a0f00fc5697ef7ef0055b9577b7dbbbe (MD5) Previous issue date: 2010 / Type I diabetes mellitus (DM1) is an organ-specific autoimmune syndrome characterized by the selective destruction of insulin-producing β cells in the pancreatic islets. The search for therapeutic alternatives for DM1, the β cell mass and consequently the reconstitution of physiological secretion of insulin have been extensively done. Among different treatments strategies studied, cell therapy based on mesenchymal stem cells is one of the most extensively studied. Searching for a product that mimics qualitative and quantitatively the characteristics of pancreatic β cells, protocols must be improved and the capacity of (trans) differentiation of new sources of tissue-specific must be explored. In this way, the aim of this work was to compare the capacity of expansion and differentiation in vitro of murine mesenchymal stem cells, isolated from kidney, pancreas and bone marrow, evaluating its capacity of differentiation into insulin-producing cells (IPCs). From the results, it was evident that these cell populations were able to (trans) differentiate into the pancreatic endocrine cell-like phenotype. When cultured in vitro in a rich inducing-media, cells were characerized by cluster formation with spherical morphology, positive dithizone staining and expression of insulin-1 at the mRNA and protein level. Moreover, IPCs derived from mesenchymal stem cells reversed the pancreatic hyperglycemic state when transplanted into the kidney capsule of chemically induced diabetic mice, indicating that in vitro they are able to differentiate into functional IPCs. / O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma síndrome auto-imune órgão-específica caracterizada pela destruição seletiva de células β produtoras de insulina nas ilhotas pancreáticas. A busca por alternativas terapêuticas para o DM1, voltadas à preservação e/ou regeneração da massa de células β e, consequentemente, à reconstituição do padrão fisiológico de secreção de insulina, tem sido exaustivamente realizada. Dentre as estratégias de tratamento estudadas, destaca-se a terapia celular baseada na utilização de células-tronco mesenquimais. Na busca por um produto que mimetize qualitativamente e quantitativamente as características das células β pancreáticas, protocolos devem ser aperfeiçoados e a capacidade de (trans)diferenciação de novas fontes celulares tecido-específicas devem ser exploradas. Assim, o objetivo deste trabalho foi comparar a capacidade de expansão e diferenciação in vitro de células-tronco mesenquimais murinas, isoladas do rim, pâncreas e medula óssea, avaliando sua capacidade de diferenciação em células produtoras de insulina. Evidenciou-se que estas populações celulares são capazes de se (trans) diferenciar em células com fenótipo pancreático endócrino, quando cultivadas em meio rico em indutores, incluindo morfologia esférica, formação de clusters, secreção de insulina (com a conseqüente coloração positiva para ditizona) e expressão in vitro do gene e da proteína da insulina-1. Além disso, células produtoras de insulina (CPIs) derivadas de células-tronco mesenquimais pancreáticas reverteram o estado hiperglicêmico quando transplantadas em cápsula renal de camundongos diabéticos, indicando que são capazes de diferenciarem-se in vitro em CPIs funcionais e de manterem esta funcionalidade in vivo.

Orientador: Patrícia Monteiro Seraphim / Banca: Maria Tereza Nunes / Banca: Renata Calciolari Rossi e Silva / Resumo: Introdução: Os mecanismos de instalação e desenvolvimento dos quadros de sobrepeso e obesidade e aspectos relacionados à prevenção têm sido bastante investigados, porém muitas perguntas ainda precisam de respostas. Objetivos: Avaliar o efeito de um programa de treinamento e destreinamento de nove semanas associado a uma dieta hipercalórica e hiperlipídica sobre a sensibilidade à insulina e tolerância à glicose, junto com a expressão de GLUT4 e TNF-a, e conteúdo de RNAm de Slc2a4, Tnf, Pgc1a no tecido muscular. Metodologia: Ratos Wistar de 3 meses de idade distribuídos em 8 grupos: C- controle sedentário; O- obeso sedentário; CE-controle exercício; CD-controle exercício destreinado; OE-obeso exercício; OD-obeso exercício destreinado. Os grupos C e O foram divididos em 2 subgrupos: C e O sacrificados aos 5 meses de idade, C7 e O7 aos 7 meses de idade... / Abstract: Introduction: The mechanisms of installation and development of overweight and obesity as well as prevention have been extensively investigated, but many questions still need answers. Objectives: To evaluate the effect of a training program for nine weeks and detraining on insulin sensitivity and glucose tolerance will, along with the expression of GLUT4 and TNF-a mRNA content and Slc2a4, Tnf, Pgc1a in muscle tissue situations training / detraining. Methods: Wistar rats of 3 months of age divided into 8 groups: control - C, O- obese, CE -control exercise, CD control detraining; OE - obese exercise, OD obese detraining. The group C and O were divided into 2 subgroups C and O, C7 and O7... / Mestre

Situações de estresse metabólico e térmico deflagram a expressão celular e liberação para o plasma, de proteínas de choque térmico da família de 70 kDa (HSP70) para desempenhar função de defesa-chave em um processo conhecido como resposta ao choque térmico ou ao estresse, que as caracterizam como proteína citoprotetora. Estudos indicam a ocorrência de HSP70 extracelular (eHSP70) na circulação por até 24 h após desafios como o exercício físico, cuja liberação dá-se por tecidos do território hepatoesplâncnico, em uma resposta mediada por receptores α-adrenérgicos. Esta liberação de HSP70 para o plasma é atenuada pela ingestão de glicose. Estas evidências levaram-nos a supor que a liberação de eHSP70 em resposta ao estresse possa ter um papel fisiológico na regulação da glicemia, a qual é afetada por estímulo simpático. Neste trabalho, os resultados dos experimentos in silico indicaram a possibilidade de ancoragem e interação estável entre a HSP70 e a molécula de insulina. Ensaios de imunoprecipitação de insulina com amostras de plasma de animais submetidos ao tratamento de insulina Regular e Detemir revelaram HSP70 coimunoprecipitada especialmente em situação de jejum severo. Parte destas amostras foi submetida à quantificação de glicemia, insulinemia e HSP72 circulante, cujos resultados evidenciam elevada concentração desta proteína de choque térmico por ocasião de hipoglicemia induzida por insulina. Parte dos estudos in vivo deste trabalho foram desenvolvidos com ratos submetidos ao choque térmico agudo (uma sessão de 15 minutos) com hipertermia induzida (41,5 °C) ou com injeção de HSP70 (HSPA1A) exógena, com grupos experimentais organizados em grupos Controle (C) e Choque Térmico (HS) e, em tempos experimentais: imediatamente (tempo zero), 6, 12 e 24 h pós-choque. Foi observada a ocorrência das formas constitutiva e induzível de eHSP70 no plasma de animais submetidos ao choque térmico com valor maior nos períodos de 12 e 24 h pós-choque. Nossos estudos mostram que, in vivo, a eHSP70 plasmática produz alteração na tolerância à glicose, com maior hiperglicemia, quando o teste é realizado 12 h após o choque térmico. Este efeito foi bloqueado pela administração (i.p.) de anticorpo anti-HSP70 e se mostrou independente da síntese de novo de HSP70. Ainda, a presença de eHSP70 plasmática (induzida por choque térmico ou administrada via endovenosa) causa menor captação de glicose pelo músculo esquelético. Ensaios com músculo isolado indicam que o efeito inibidor da eHSP70 sobre a captação de glicose é dependente de insulina. Apesar das evidências de que a ligação HSP70-insulina no plasma tenha implicação sobre a oferta de glicose, não se pode descartar também a possibilidade de que as ações da eHSP70 estejam ocorrendo pela sua ligação a receptores específicos, e/ou de que sejam parte de uma resposta ao estresse na qual estejam implicados os hormônios contrarregulatórios. Em suma, os resultados indicam que a eHSP70 plasmática é capaz de se ligar- à insulina, provocar tolerância alterada à glicose e diminuir a captação de glicose pelo músculo esquelético, aumentando a disponibilidade de glicose circulante. / Metabolically stressful situations trigger the expression and release of the 70 kDa (HSP70) as an essential protective response, in a process known as heat shock (HS) response or stress response. HSP70 is characterized as cytoprotector entities. Previous studies indicate the occurrence of extracellular HSP70 (eHSP70) in the circulation up to 24 h after stressful challenges, such as physical exercise, and that such eHSP70 liberation comes from hepatosplancnic tissues, in an 1-adrenergic dependent response, which is attenuated by glucose ingestion. The above findings led us to suppose that stress-elicited eHSP70 release could play a physiological role on glycemic control, which are affected by sympathetic stimuli. In this work, in silico experiments indicated the possibility of docking and stable interaction between HSP70 and the insulin molecule. Immunoprecipitation of plasma samples revealed that HSP70 co-immunoprecipitates with insulin, especially under severe fast. Part of these samples was subjected to quantification of glucose, insulin and circulating HSP72, whose results show high concentration of heat shock protein during severe hypoglycemia induced by insulin. Part of the in vivo studies from this work were also carried out in healthy rats submitted to an acute (15 min) HS (41.5 °C) session or in HSP70 (HSPA1A)-injected rats, assigned into control (C) and HS groups which were observed immediately and after 6, 12 and 24 h post-shock. Both the constitutive (predominantly) and the inducible forms of eHSP70 were observed in the plasma of heat shocked animals, being the times 12 and 24 h those in which the highest concentrations were noted. Our studies suggest that in vivo produces eHSP70 change in plasma glucose tolerance, greater hyperglycemia when glucose tolerance test is performed 12 h after heat shock, and this effect was abrogated by anti-HSP70 antibody administration (i.p.) and independent of de novo synthesis of HSP70. Moreover, the presence of eHSP70 (HS-induced or injected) in the plasma or in soleus muscle incubations elicits lower glucose uptake from the skeletal muscle. Isolated muscle studies indicate that eHSP70 inhibiting effect over glucose uptake is insulin-dependent. However, although evidence suggests a role for HSP70 binding to insulin over glucose offering, it cannot be discarded the possibility that eHSP70 actions are due to their binding to specific HSP70 membrane receptors within the muscle cell, and/or that are part of a stress response in which the counter-regulatory hormone are involved. In short, the results indicate that eHSP70 plasma is able to bind to insulin, causing impaired glucose tolerance and decrease glucose uptake by skeletal muscle, increasing blood glucose availability.