Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:45:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / Durante as últimas décadas, observou-se um aumento surpreendente na prevalência do diabetes melito (DM) em populações de várias regiões do mundo, inclusive no Brasil. Os tratamentos farmacológicos disponíveis atualmente não impedem a progressão da doença, apenas amenizam os sintomas. Neste cenário, a pesquisa de novas moléculas com potencial terapêutico para o tratamento do diabetes são de extrema importancia. Modificações na estrutura química fundamental da glibenclamida, uma sulfonilureia de segunda geração, pode aumentar o efeito biológico e ser mais efetiva no controle da glicemia. O objetivo do presente trabalho foi investigar o efeito antidiabético de 12 derivados da sulfonamida sintetizados com base em um fragmento de glibenclamida. Os efeitos destes derivados foram investigados sobre a glicemia, a secreção de insulina, a captação de cálcio, o conteúdo de glicogênio, e as atividades das dissacaridades intestinais e da lactato desidrogenase. A sulfonamida 5, substituída com o grupo 4-OCH3-fenilo, apresentou a melhor redução da glicemia na curva de tolerância oral à glicose e a melhor secreção de insulina entre os 12 compostos estudados. Os derivados da sulfonamida 3, 5, 7 e 9 estimularam o influxo de cálcio em ilhotas pancreáticas da mesma maneira que as sulfonilureias. O efeito estimulatório da sulfonamida 5 na captação de cálcio foi mediado pelos canais de K+-ATP, canais de cálcio do tipo L dependentes da voltagem, cálcio intracelular e pela proteína cinase C em células beta nas ilhotas pancreáticas. No intestino, a sulfonamida 5 inibiu a atividade da maltase e da sacarase e, no músculo esquelético, aumentou o conteúdo de glicogênio. A toxicidade de sulfonamida 5 não foi detectada pelo ensaio da LDH. Ainda, nesta primeira parte do trabalho, a sulfonamida 11, teve uma notável ação antihiperglicêmica, por isso, foi avaliado a capacidade deste composto em aumentar a captação da glicose em tecidos periféricos e diminuir produtos finais de glicação avançada (AGEs). A sulfonamida 11, substituída com o grupo tiofenil aumentou a captação de glicose em tecido adiposo e muscular. O efeito estimulatório da sulfonamida 11 na captação de glicose envolve a ativação de canais K+-ATP e, a ativação da translocação e da fusão de vesículas contendo GLUT4 na membrana plasmática do adipócito. A sulfonamida 11 reduziu a formação de AGES, nas doses de 0,1 e 1 µg/ml em 7, 14 e 28 dias de incubação. A partir destes resultados obtidos concluímos que as sulfonamidas sintetizadas podem ser uma boa opção terapêutica para o tratamento do diabetes. As acilhidrazonas são compostos sintéticos promissores que apresentam um amplo espectro terapêutico e, recentemente, foram patenteadas por notável atividade antileucêmica. Na segunda parte deste trabalho objetivo do estudo foi investigar o efeito anti-diabético das acilhidrazonas 1, 2, 3 e 4. As acilhidrazonas foram investigadas sobre a glicemia, a secreção de insulina, a captação de cálcio, o conteúdo de glicogênio, a captação de glicose e a atividade da lactato desidrogenase. As acilhidrazonas 1 e 4 foram capazes reduzir a glicemia na curva de tolerância à glicose. Um efeito secretagogo notável in vivo foi mostrado pela acilhidrazona 1 ou ácido [(2E)-N-(1'-naftil) -3,4,5-trimetoxibenzohidrazida] e, em experimentos in vitro, um efeito agudo e dependente da dose, na captação de cálcio em ilhotas pancreáticas, foi observado. Este efeito estimulatório na captação de cálcio, parece ser mediado, pelo menos em parte, pelos canais K+-ATP. O efeito insulinomimético foi evidenciado pela glicemia de ratos diabéticos induzidos por aloxano. A acilhidrazona 1 induziu um aumento significativo no conteúdo de glicogênio in vivo e na captação de glicose no músculo esquelético in vitro. A partir destes dados, foi analisado o mecanismo de ação da acilhidrazona 1 (BZD) na captação de glicose em músculo esquelético e o efeito in vivo na atividade das dissacaridases intestinais. O efeito agudo do BZD na captação de glicose foi mediado pelo aumento da quantidade e da translocação de GLUT4 na membrana plasmática do músculo esquelético. O efeito genômico, bem como a translocação do GLUT4 envolveu a ativação de PI 3-K e da MAPK. Ainda, a integridade microtúbulos para o processo de adesão e do ancoramento das vesículas contendo GLUT4 foi crucial para o efeito estimulatório do BZD na captação da glicose. Além disso, o BZD reduziu a atividade das dissacaridases intestinais, um efeito adicional na homeostasia da glicose que reforçou o potencial terapêutico para o tratamento do diabetes. <br> / Abstract : During the last decades, there has been a surprising increase in the prevalence of diabetes mellitus (DM) in populations from various regions of the world, including Brazil. The currently available pharmacological treatments do not prevent the progression of the disease, only alleviate symptoms. In this scenario, the research for new molecules with thera-peutic potential for the treatment of diabetes are of utmost importance. Fundamental changes in the core structure of glibenclamide, a sulfony-lurea second generation, can increase the biological effect and be more effective to glycemia control. The objective of this study was to investi-gate the antidiabetic effect of 12 sulfonamide derivatives synthesized based on a glibenclamide fragment. The effects of these derivatives were investigated on blood glucose, insulin secretion, calcium uptake, glycogen content, and the activities of intestinal disaccharidase and lactate dehydrogenase. The sulfonamide 5, replaced with 4-OCH3-phenyl group, showed the best reduction in blood glucose in the oral glucose tolerance curve and better insulin secretion among the 12 compounds studied. The sulfonamide derivatives 3, 5, 7 and 9 stimulated calcium influx in pancreatic islets in the same manner as the sulfonylu-reas. The sulfonamide 5 stimulatory effect on calcium uptake was me-diated by ATP-dependent K+ channels (K+-ATP), intracellular calcium and by protein kinase C in beta cells of the pancreatic islets. In the intes-tine, the sulfonamide 5 inhibit the activity of sucrase and maltase and, skeletal muscle glycogen content increased. The sulfonamide 5 toxicity was not detected by LDH assay. Still, this first part of the work, the sulfonamide 11, had a remarkable anti hyperglycemic action, so it was evaluated the ability of this compound to increase glucose uptake in peripheral tissues and decrease advanced glycation end products (AGEs). The sulfonamide 11, substituted with thiophenyl group in-creased glucose uptake in adipose and muscle tissue. The sulfonamide 11 stimulatory effect on glucose uptake involves the activation of K+-ATP channels and activation, translocation and fusion of vesicles con-taining GLUT4 at the adipocytes on plasma membrane. The sulfona-mide 11 reduced AGES formation at doses of 0.1 and 1 mg/mL at 7, 14 and 28 days of incubation. From these results we concluded that the synthesized sulfonamides can be a good therapeutic option for the treatment of diabetes. The acylhydrazones are promising synthetic com-pounds that exhibit a wide therapeutic spectrum and has recently been patented by remarkable antileukemic activity. In the second part of thisIXstudy objective was to investigate the anti-diabetic effect of acylhydra-zones 1, 2, 3 and 4. Acylhydrazones were investigated on blood glucose, insulin secretion, calcium uptake, glycogen content, glucose uptake and lactate dehydrogenase activity. The acylhydrazones 1 and 4 were able to reduce glycemia in glucose tolerance curve. A remarkable secretagogue effect in vivo was shown by acylhydrazone 1 [(2E)-N-(1'-naphthyl)-3,4,5-trimetoxybenzohydrazide], and in vitro experiments, an acute and dose-dependent effect on the calcium uptake in pancreatic islets was observed. This calcium uptake stimulatory effect seems to be mediated, at least in part by K+-ATP channels. The insulinomimetic effect was evidenced by glycemia in diabetic rats induced by alloxan. The acylhy-drazone 1 induced a significant increase in glycogen content in vivo and glucose uptake in skeletal muscle in vitro. From these data, we investi-gated the acylhydrazone 1 (BZD) mechanism of action in glucose up-take in skeletal muscle and the effect on activity of intestinal disacchari-dases in vivo. The acute effect of BZD on glucose uptake was mediated by the increased amount of GLUT4 translocation to the plasma mem-brane of skeletal muscle. Genomic effect as well as GLUT4 transloca-tion involving the activation of PI 3-K and MAPK. Still, the microtu-bules to the accession process and the anchoring of vesicles containing GLUT4 integrity was crucial for the stimulatory effect of BZD in glu-cose uptake. Furthermore, the BZD reduced activity of intestinal disacc-haridases, an additional effect on glucose homeostasis has reinforced therapeutic potential for the treatment of diabetes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/129162 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Frederico, Marisa Jádna Silva |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Silva, Fatima Regina Mena Barreto |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | [167] p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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