Modulação do mecanismo de sedreção de insulina em ilhotas pancreaticas de ratos submetidos a restrição protetica e suplementados com taurina
Thiago Martins Batista
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP B32m
[Insulin secretion mechanisms in pancreatic islets of protein-restricted rats supplemented with taurine]
Campinas, SP : [s.n.], 2009.
68 f. : il.
Orientador: Everardo Magalhães Carneiro
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: A desnutrição ainda é um problema de saúde pública que afeta principalmente países em desenvolvimento e sua prevalência chega a ser crescente em algumas áreas. Vários estudos obtiveram êxito em correlacionar a má nutrição em estágios iniciais de vida com o
desenvolvimento de doenças... Ver mais Resumo: A desnutrição ainda é um problema de saúde pública que afeta principalmente países em desenvolvimento e sua prevalência chega a ser crescente em algumas áreas. Vários estudos obtiveram êxito em correlacionar a má nutrição em estágios iniciais de vida com o
desenvolvimento de doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2 na vida adulta. No modelo de
desnutrição pós desmame verifica-se menor secreção de insulina estimulada por glicose e
outros agentes insulinotrópicos bem como menor expressão de várias proteínas envolvidas
com a funcionalidade da célula b. Estudos realizados por nosso grupo e outros laboratórios
mostram que a suplementação de camundongos com taurina aumenta a secreção de insulina
além de regular o influxo de íons Ca2+ para as células b, etapa crucial para o processo
secretório. Para avaliar os efeitos da taurina sobre animais desnutridos, utilizamos ratos wistar,
machos com 21 dias de vida. Os animais receberam dieta contendo 17% de proteína
(normoprotéica) (C) ou 6% de proteína (hipoprotéica) (D). Animais C e D receberam
suplementação com taurina a 2,5% na água de beber por 30 dias (CT30 e DT30) ou 90 dias
(CT90 e DT90). Em seguida avaliamos parâmetros biométricos e bioquímicos, tolerância à
glicose, secreção de insulina estimulada por glicose e pelo agonista colinérgico carbacol,
expressão de proteínas envolvidas no controle da secreção de insulina e, finalmente,
registramos os movimentos citoplasmáticos de íons Ca2+ após estímulo com glicose e
carbacol. Verificamos que a restrição protéica retardou o crescimento dos animais além de
reduzir a concentração plasmática de proteínas totais (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54;
CT90 = 6,87±0,19; D = 5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5) e
albumina (C = 3,20±0,11; CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 =
2,49±0,09; DT90 = 2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) sem efeito da suplementação com taurina. Os
animais D se mostraram mais tolerantes à glicose e a suplementação com taurina por 90 dias
restaurou parcialmente a tolerância desses animais (C = 30249±2682; CT30 = 37255±6691;
CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 = 23425±3856 AAC; n =
5-9). Nesse trabalho mostramos que a suplementação com taurina corrige a hipoinsulinemia
verificada em animais desnutridos alimentados (C = 4,97±0,34; CT90 = 3,56±0,52; D =
1,39±0,10; DT90 = 3,31±0,70 ng/ml; n = 5-8) bem como a responsividade de ilhotas isoladas
a concentrações crescentes de glicose. Verificamos também que a taurina normaliza a secreção
de insulina potencializada pelo carbacol (C = 9,4+0,8; CT90 = 12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 =
9+0,7 ng/ml; n = 12). As respostas secretórias foram observadas em conjunto com a regulação
da expressão das proteínas SERCA3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 =
149+11 % do C; n = 6), receptor muscarínico M3 (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10;
DT90 = 108+14 % do C; n = 5) e sintaxina 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90
= 77+11 % do C; n = 5) que participam do controle de diferentes etapas do processo de
secreção de insulina. Por fim, verificamos que a suplementação com taurina melhorou o
padrão de oscilação de íons Ca2+ após estímulo com glicose. Concluímos então que a
suplementação com taurina por 90 dias restaura a sensibilidade das ilhotas à glicose e ao
carbacol possivelmente pela regulação do fluxo de cálcio para as células b bem como pela
modulação da expressão de proteínas que controlam o processo de secreção de insulina.
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desenvolvimento de doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2 na vida adulta. No modelo de
desnutrição pós desmame verifica-se menor secreção de insulina estimulada por glicose e
outros agentes insulinotrópicos bem como menor expressão de várias proteínas envolvidas
com a funcionalidade da célula b. Estudos realizados por nosso grupo e outros laboratórios
mostram que a suplementação de camundongos com taurina aumenta a secreção de insulina
além de regular o influxo de íons Ca2+ para as células b, etapa crucial para o processo
secretório. Para avaliar os efeitos da taurina sobre animais desnutridos, utilizamos ratos wistar,
machos com 21 dias de vida. Os animais receberam dieta contendo 17% de proteína
(normoprotéica) (C) ou 6% de proteína (hipoprotéica) (D). Animais C e D receberam
suplementação com taurina a 2,5% na água de beber por 30 dias (CT30 e DT30) ou 90 dias
(CT90 e DT90). Em seguida avaliamos parâmetros biométricos e bioquímicos, tolerância à
glicose, secreção de insulina estimulada por glicose e pelo agonista colinérgico carbacol,
expressão de proteínas envolvidas no controle da secreção de insulina e, finalmente,
registramos os movimentos citoplasmáticos de íons Ca2+ após estímulo com glicose e
carbacol. Verificamos que a restrição protéica retardou o crescimento dos animais além de
reduzir a concentração plasmática de proteínas totais (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54;
CT90 = 6,87±0,19; D = 5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5) e
albumina (C = 3,20±0,11; CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 =
2,49±0,09; DT90 = 2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) sem efeito da suplementação com taurina. Os
animais D se mostraram mais tolerantes à glicose e a suplementação com taurina por 90 dias
restaurou parcialmente a tolerância desses animais (C = 30249±2682; CT30 = 37255±6691;
CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 = 23425±3856 AAC; n =
5-9). Nesse trabalho mostramos que a suplementação com taurina corrige a hipoinsulinemia
verificada em animais desnutridos alimentados (C = 4,97±0,34; CT90 = 3,56±0,52; D =
1,39±0,10; DT90 = 3,31±0,70 ng/ml; n = 5-8) bem como a responsividade de ilhotas isoladas
a concentrações crescentes de glicose. Verificamos também que a taurina normaliza a secreção
de insulina potencializada pelo carbacol (C = 9,4+0,8; CT90 = 12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 =
9+0,7 ng/ml; n = 12). As respostas secretórias foram observadas em conjunto com a regulação
da expressão das proteínas SERCA3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 =
149+11 % do C; n = 6), receptor muscarínico M3 (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10;
DT90 = 108+14 % do C; n = 5) e sintaxina 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90
= 77+11 % do C; n = 5) que participam do controle de diferentes etapas do processo de
secreção de insulina. Por fim, verificamos que a suplementação com taurina melhorou o
padrão de oscilação de íons Ca2+ após estímulo com glicose. Concluímos então que a
suplementação com taurina por 90 dias restaura a sensibilidade das ilhotas à glicose e ao
carbacol possivelmente pela regulação do fluxo de cálcio para as células b bem como pela
modulação da expressão de proteínas que controlam o processo de secreção de insulina.
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Abstract: Malnutrition still is a public health issue, especially in developing countries.
Many studies correlate malnourishment during early life and the development of
cardiovascular disease and type 2 Diabetes Mellitus on latter stages. Animal models of
malnutrition reveal impaired insulin... Ver mais Abstract: Malnutrition still is a public health issue, especially in developing countries.
Many studies correlate malnourishment during early life and the development of
cardiovascular disease and type 2 Diabetes Mellitus on latter stages. Animal models of
malnutrition reveal impaired insulin secretion stimulated by glucose and other
insulinotropic agents as well as lower expression of key proteins for b cell function. The
literature shows that taurine supplementation increases insulin secretion and regulates
calcium dynamics on b cells. Male, 21 days old, wistar rats received diet containing 17%
(C) or 6% (D) of protein. Both groups received taurine supplementation on the drinking
water for 30 (CT 30 and DT 30) and 90 (CT90 and DT 30) days. Next we assessed
biometric and biochemical parameters, glucose tolerance, glucose and carbacholstimulated
insulin secretion, protein expression of muscarinic M3 receptor,
Phospholipase C b2, SERCA3, Syntaxin 1 and, finally, we registered cytoplasmic Ca2+
after stimulus with glucose and carbachol. Protein restricted rats showed lower body
weight, plasma proteins (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54; CT90 = 6,87±0,19; D =
5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5), albumin (C = 3,20±0,11;
CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 = 2,49±0,09; DT90 =
2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) and increased glucose tolerance (C = 30249±2682; CT30 =
37255±6691; CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 =
23425±3856 AUC; n = 5-9). Taurine supplementation had no effect upon nutritional
status parameters and partially restored glucose tolerance and insulinemia to C levels.
Taurine increased secretory response to glucose and carbachol (C = 9,4+0,8; CT90 =
12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 = 9+0,7 ng/ml; n = 12). It also increased protein expression
of M3 receptor (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10; DT90 = 108+14 % of C; n =
5), SERCA 3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 = 149+11 % of C; n = 6)
and syntaxin 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90 = 77+11 % of C; n = 5).
Finally, taurine supplementation for 90 days improved Ca2+ dynamics when the islets
were stimulated with glucose. In conclusion, these data show that taurine
supplementation restores secretory responsiveness to glucose and carbachol possibly
through Ca2+ dynamics modulation and increased expression of key proteins for insulin
secretion.
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cardiovascular disease and type 2 Diabetes Mellitus on latter stages. Animal models of
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Many studies correlate malnourishment during early life and the development of
cardiovascular disease and type 2 Diabetes Mellitus on latter stages. Animal models of
malnutrition reveal impaired insulin secretion stimulated by glucose and other
insulinotropic agents as well as lower expression of key proteins for b cell function. The
literature shows that taurine supplementation increases insulin secretion and regulates
calcium dynamics on b cells. Male, 21 days old, wistar rats received diet containing 17%
(C) or 6% (D) of protein. Both groups received taurine supplementation on the drinking
water for 30 (CT 30 and DT 30) and 90 (CT90 and DT 30) days. Next we assessed
biometric and biochemical parameters, glucose tolerance, glucose and carbacholstimulated
insulin secretion, protein expression of muscarinic M3 receptor,
Phospholipase C b2, SERCA3, Syntaxin 1 and, finally, we registered cytoplasmic Ca2+
after stimulus with glucose and carbachol. Protein restricted rats showed lower body
weight, plasma proteins (C = 6,81±0,04; CT30 = 7,15±0,54; CT90 = 6,87±0,19; D =
5,35±0,24; DT30 = 5,37±0,28; DT90 = 5,70±0,09 g/dl; n = 3-5), albumin (C = 3,20±0,11;
CT30 = 3,41±0,02; CT90 = 3,18±0,05; D = 2,74±0,07; DT30 = 2,49±0,09; DT90 =
2,67±0,04 g/dl; n = 5-9) and increased glucose tolerance (C = 30249±2682; CT30 =
37255±6691; CT90 = 29365±2257; D = 16916±1609; DT30 = 18791±2859; DT90 =
23425±3856 AUC; n = 5-9). Taurine supplementation had no effect upon nutritional
status parameters and partially restored glucose tolerance and insulinemia to C levels.
Taurine increased secretory response to glucose and carbachol (C = 9,4+0,8; CT90 =
12,4+0,7; D = 6,4+0,5; DT90 = 9+0,7 ng/ml; n = 12). It also increased protein expression
of M3 receptor (C = 100+24; CT90 = 155+80; D = 51+10; DT90 = 108+14 % of C; n =
5), SERCA 3 (C = 100+21; CT90 = 174+17; D =96+90; DT90 = 149+11 % of C; n = 6)
and syntaxin 1 (C = 100+30; CT90 = 92+40; D = 50+12; DT90 = 77+11 % of C; n = 5).
Finally, taurine supplementation for 90 days improved Ca2+ dynamics when the islets
were stimulated with glucose. In conclusion, these data show that taurine
supplementation restores secretory responsiveness to glucose and carbachol possibly
through Ca2+ dynamics modulation and increased expression of key proteins for insulin
secretion.
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