Resumo: Restrição protéica pós-desmame induz redução na liberação de insulina, resultado de alterações morfo-fisiológicas nas ilhotas de Langerhans. Leucina, aminoácido chave de nosso estudo, exerce uma modulação importante no processo de secreção de insulina e síntese protéica. Camundongos swiss com 21 dias receberam dieta normoprotéica ¿ 17% (C) ou hipoprotéica ¿ 6% (D) por 60 dias. Em seguida, os grupos foram redivididos e receberam leucina 1,5% (Leu) na água de beber por 30 dias (CL e DL). Caracterizamos o modelo de restrição protéica através da avaliação de parâmetros bioquímicos plasmáticos e de teste de tolerância à glicose e à insulina. Avaliamos nas ilhotas desses animais a secreção de insulina frente a diferentes secretagogos, a expressão de proteínas chaves envolvidas no processo de regulação da secreção de insulina, a sobrevivência celular e as oscilações citoplasmáticas de cálcio. Os animais desnutridos se mostraram mais sensíveis à insulina e com melhor captação periférica de glicose, sendo que a Leu não influenciou neste parâmetro. Frente aos estímulos testados: glicose, carbacol, leucina e KIC, as ilhotas dos animais D secretam significativamente menos insulina quando comparados com C e com exceção do KIC, a Leu influenciou na secreção de insulina principalmente no grupo DL. A expressão das proteínas: M3, PKC, PKA, canal de cálcio, AKT e p-AKT se mostraram diminuídas nos animais D e a Leu aumentou os níveis de expressão principalmente no DL. Avaliamos também a viabilidade celular das ilhotas e não houve diferença entre os grupos, observamos apenas uma tendência de diminuição no D. Por fim, verificamos que a restrição protéica modificou o padrão oscilatório de cálcio das ilhotas frente à glicose e carbacol, produzindo ondas rápidas com baixa amplitude e alta frequência. A Leu teve efeito contrário, produzindo ondas lentas com alta amplitude e baixa frequência, sugerindo maior mobilização de cálcio e secreção de insulina nos animais tratados. Concluímos que a restrição proteíca durante os estágios iniciais de vida induz diversas alterações nas ilhotas de camundongos que causam comprometimento de processos essenciais como secreção de insulina e síntese protéica. A Leu restaura parcial ou totalmente a secreção de insulina prejudicada nos animais desnutridos, pois proporciona maior aporte energético para a célula e mais importante, nossos resultados mostraram que a Leu estimula a síntese protéica e restaura os níveis de expressão de proteínas chaves do processo de secreção de insulina nas ilhotas dos animais desnutridos, explicando a melhora na secreção de insulina encontrada nos animais DL Ver menos

Abstract: Protein restriction after weaning induce reduced insulin release, as a result of morpho-physiologic alterations in the islets of Langerhans. Leucine, the aminoacid investigated in our study, modulates insulin secretion process as well as protein synthesis. Twenty-one days-old Swiss mice received normoproteic ¿ 17% (C) or hipoproteic diet ¿ 6% (D) for 60 days. Then, the groups were further divided and part of the animals received leucine 1.5% (Leu) into the drinking water for 30 days (CL and DL). This model of protein restriction was characterized through plasmatic biochemistry analysis and glucose and insulin tolerance tests. Islets were evaluated for insulin secretion stimulated by different secretagogues, expression of proteins involved in the process of insulin secretion regulation, cellular survival and citoplasmatic calcium oscillations. The malnourished animals (D and DL) were more sensitive to insulin and had improved peripheral glucose uptake, with no Leu influence. In response to: glucose, carbachol, leucine and KIC, the islets of the D group secreted less insulin compared to the C group and, except for KIC, Leu influenced insulin secretion, mainly in the DL group. The expression of the proteins: M3, PKC, PKA, calcium channel, AKT and p-AKT were reduced in the D animals and Leu increased the expression of these proteins mainly in the DL animals. We have also evaluated the cellular viability of the islets, and no difference among the groups was observed. Finally, we observed that the protein restriction modulates the calcium oscillations in response to stimulation of glucose and carbachol resulting in high-frequency and low-amplitude oscillations. Leu had the opposite effect resulting in high-amplitude and low-frequency oscillations, which suggests bigger ion traffic and insulin secretion. We concluded that protein restriction during the early stages of life cause alterations in mice islets of Langerhans that compromise essential process such as insulin secretion and protein synthesis. Leu recovers partial or completely insulin secretion in the malnourished animals by increasing cells energy stocks and most importantly, our results showed that Leu stimulates protein synthesis and restores the expression of key proteins in the process of insulin secretion in the islets of malnourished animals, explaining the improvement in insulin secretion found in the DL animals Ver menos