Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Chronic intake of diets containing high proportion of glucose, sucrose or fat
promotes the development of insulin resistance and type 2 Diabetes mellitus.
Furthermore, high levels of glucose can produce permanent chemical alterations in
proteins and lipid peroxidation. δ-Aminolevulinate dehydratase (δ-ALA-D), which is
the second enzyme in the heme pathway, is a sulfhydryl-containing enzyme highly
sensitive to the presence of pro-oxidants elements and has been found inhibited in
diabetics. Thus, the present study was designed to evaluate the effects of
hyperglycidic and hyperlipidic diets on the lipid peroxidation and δ-ALA-D activity in
different tissues of mice.
High-glucose consumption, during 25 weeks, caused a significant increase in
plasma glucose and triglyceride levels, TBARS content in kidney and liver, and a
decrease in hepatic δ-ALA-D activity in relation to high-starch diet-fed animals. Blood
HbA1c level and TBARS concentrations (liver, kidney, and brain) were significantly
higher in mice fed the high-fat diet compared with those fed the high-starch diet, after
16 weeks. δ-ALA-D activity (liver, kidney, and brain) of mice fed the high-fat diet was
significantly lower than those of mice fed the high-starch diet. Furthermore, positive
correlations were found between the HbA1c and TBARS levels and negative
correlations were found between the HbA1c levels and δ-ALA-D activity in all the
studied tissues.
The effects of short-term high-sucrose consumption (4 weeks) on sub-acute
cadmium treatment also were analyzed. There was a significant increase in TBARS
levels (spleen and liver) in cadmium and high-sucrose plus cadmium-treated mice.
Testicular δ-ALA-D activity of cadmium and sucrose plus cadmium-treated animals
was significantly inhibited, whereas the enzyme activity increased in blood and
spleen. Also, Na+/K+-ATPase activity was significantly decreased in brain and kidney
of sucrose plus cadmium-treated animals.
High-glucose or high-sucrose consumption, during 30 weeks, caused an
important increase in body weight, abdominal fat index, and plasma glucose levels;
and, a positive correlation was observed between the abdominal fat index and blood
glucose levels. TBARS levels were significantly increased in brain and kidney of both
high-glucose and high-sucrose fed mice. There was a significant inhibition of the δ-
ALA-D activity in blood, brain, kidney, and spleen of both high-glucose and highsucrose-
fed mice. The aged animals had reduced enzyme activity (kidney and
spleen) and increased TBARS levels (kidney, liver) in relation to young mice. DTTreactivation
of δ-ALA-D of high-glucose and high-sucrose groups was significantly
elevated in relation to control, indicating a more oxidative status of this enzyme. This
fact also was observed as control, high-glucose, and high-sucrose groups were
compared to young mice.
In general, the results of this study indicate that consumption of high-glucose,
high-glucose, and high-fat diet promotes oxidative stress related to hyperglycemia,
which in turn can stimulate glycation and oxidation of proteins leading to δ-ALA-D
inhibition in mice. Furthermore, high-sucrose consumption and sub-acute cadmium
treatment have interactive effects on cerebral and renal Na+/K+-ATPase, showing that
a short-term intake of high quantity of sucrose can aggravate the toxicity of Cd2+.
Importantly, δ-ALA-D activity alterations found in this work stated this enzyme as a
potential target for screening the physiologic or pathologic protein glications and
oxidations caused by both Diabetes mellitus and aging. / A ingestão crônica de dietas com alto teor de glicose, sacarose e lipídios
promove o desenvolvimento de resistência à insulina e DM tipo 2. Além disso, altos
níveis de glicose podem produzir alterações químicas permanentes em proteínas e
peroxidação lipídica. A enzima sulfidrílica δ-ALA-D, a segunda enzima da rota de
síntese do heme, é altamente sensível a elementos pró-oxidantes e sua atividade
pode estar inibida em diabéticos. Desta forma, este estudo foi designado para
avaliar os efeitos de dietas hiperglicídicas e hiperlipídicas sobre os níveis de
peroxidação lipídica e a atividade da enzima δ-ALA-D em diferentes tecidos de
camundongos.
O consumo de uma dieta rica em glicose, durante 25 semanas, causou um
aumento significativo nos níveis plasmáticos de glicose e triglicerídios, na quantidade
de TBARS no rim e no fígado, e um decréscimo na atividade da δ-ALA-D hepática
quando comparado ao consumo de uma dieta rica em amido. O nível sanguíneo de
HbA1c e as concentrações hepática, renal, e cerebral de TBARS foram mais altos em
camundongos alimentados com uma dieta rica em gordura do que naqueles
alimentados com uma dieta rica em amido, após 16 semanas de tratamento. As
atividades hepática, renal e cerebral da δ-ALA-D também foram menores nos
camundongos alimentados com a dieta rica em gordura. Além disso, foi encontrada
uma correlação positiva entre os níveis de HbA1c e a concentração de TBARS e uma
correlação negativa entre os níveis de HbA1c e a atividade da δ-ALA-D em todos os
tecidos analisados.
Os efeitos do alto consumo de sacarose (durante 4 semanas) sobre um
tratamento sub-agudo com cádmio também foram analisados. Houve um aumento
nos níveis de TBARS no baço e no fígado dos grupos tratados com cádmio ou
sacarose + cádmio. A atividade da δ-ALA-D testicular dos animais tratados com
cádmio ou sacarose + cádmio foi inibida, enquanto houve um aumento na atividade
desta enzima no sangue e no baço dos animais. Além disso, a atividade da Na+/K+-
ATPase diminuiu no cérebro e no rim dos animais tratados com sacarose + cádmio.
O consumo de dietas ricas em glicose e sacarose, durante 30 semanas,
aumentou o peso corporal, o índice de gordura abdominal e a glicemia; e, uma
correlação positiva foi observada entre o índice de gordura abdominal e os níveis
sanguíneos de glicose. Os níveis de TBARS também foram elevados no cérebro e
no rim e houve uma inibição na atividade da δ-ALA-D no sangue, no cérebro, no rim
e no baço de ambos os grupos. Além disso, os grupos tratados tiveram redução na
atividade da δ-ALA-D e níveis elevados de TBARS em relação a animais jovens. O
DTT, o qual reduz pontes dissulfeto, aboliu o efeito inibitório das dietas sobre a
atividade da δ-ALA-D; e, a reativação da δ-ALA-D pelo DTT nos grupos tratados com
glicose e sacarose foi elevada em relação ao controle, indicando um status mais
oxidativo desta enzima. Isto também foi observado quando os grupos tratados foram
comparados com camundongos jovens.
De uma forma geral, os resultados deste estudo indicam que o consumo de
dietas ricas em glicose, sacarose e gordura promove um estresse oxidativo
relacionado à hiperglicemia, o que poderia estimular a glicação e a oxidação de
proteínas e inibir a δ-ALA-D em camundongos. Nossos dados também indicam que o
alto consumo de sacarose, mesmo por um curto período, pode agravar a toxicidade
do cádmio sobre camundongos. Especificamente, as alterações na atividade da δ-
ALA-D encontradas nesse trabalho colocam esta enzima como um alvo em potencial
para acompanhar as oxidações fisiológicas ou patológicas causadas tanto pelo DM
quanto pelo envelhecimento.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4438 |
| Date | 01 December 2004 |
| Creators | Folmer, Vanderlei |
| Contributors | Rocha, João Batista Teixeira da, Bianchini, Adalto, Monserrat, José María |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, UFSM, BR, Bioquímica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200800000002, 400, 500, 300, 500, 300, 27186f63-94dd-4f0f-8181-7ce1b0835009, 69a8745f-59a5-4b33-b76d-5c7a5ddebd00, adbb60e8-e32a-4876-a79c-7d0c2958a757, 1447c62c-a602-47a5-bf74-e7a9f4cfb492 |
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