Orientador: Jaime Amaya-Farfán

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: As proteínas do soro do leite apresentam propriedades nutricionais e funcionais que influenciam a modulação de funções bioquímicas e fisiológicas.Estudos têm demonstrado que as proteínas do soro do leite (PSL), principalmente na forma hidrolisada (PSLH) possuem a capacidade de aumentar os...

Resumo: As proteínas do soro do leite apresentam propriedades nutricionais e funcionais que influenciam a modulação de funções bioquímicas e fisiológicas.Estudos têm demonstrado que as proteínas do soro do leite (PSL), principalmente na forma hidrolisada (PSLH) possuem a capacidade de aumentar os níveis de glicogênio muscular. Considerando que a captação de glicose pela célula do músculo esquelético relaciona-se diretamente à atividade de proteínas transportadoras de glicose, este estudo se propôs realizar dois experimentos para conhecer os efeitos da PSL e da PSLH e de alguns dos seus produtos de hidrólise nos transportadores de glicose em músculos de ratos. No experimento 1, o objetivo foi verificar se o consumo de PSL e PSLH modulam a concentração de transportadores de glicose GLUT-1 e GLUT-4 na membrana plasmática (MP) de células musculares de animais sedentários e exercitados. Foram utilizados 48 ratos Wistar machos divididos em dois grupos: sedentários e exercitados, e cada um desses subdivididos em outros três, de acordo com a dieta, totalizando 6 grupos (n=8 por grupo). Os animais foram mantidos por 9 dias recebendo as dietas experimentais baseadas na AIN-93G, com as seguintes fontes protéicas: caseína (CAS), utilizada como controle, proteína do soro do leite (PSL), proteína do soro do leite hidrolisada (PSLH), e o animais exercitados foram submetidos a uma única sessão de exercício a 15m/min durante 60min um dia anterior ao sacrifício. Após o período experimental os animais foram sacrificados, os transportadores de glicose no músculo, GLUT-1 e GLUT-4, foram analisados por western blot. Adicionalmente, glicogênio, aminoácidos livres plasmáticos, insulina e indicadores bioquímicos de saúde foram determinados por métodos padrões. O consumo de PSLH elevou significativamente as concentrações de GLUT-4 na MP e de glicogênio, enquanto GLUT-1, insulina e os indicadores de saúde não apresentaram alterações. Baseado nas evidências do experimento 1, de que o consumo de PSLH eleva os estoques de glicogênio muscular e que também aumenta a concentração do transportador de glicose GLUT-4 na membrana plasmática, o experimento 2 teve como objetivo identificar quais componentes da PSLH poderiam modular a translocação do transportador de glicose GLUT-4 para a MP em músculo esquelético. Foram utilizados 49 ratos Wistar machos divididos em 7 grupos (n=7), que receberam soluções orais de glicose 30% mais 0,55 g/kg de peso corpóreo os seguintes componentes da PSLH: a) glicose (controle); b) PSLH; c) L-isoleucina; d) L-leucina; e) L-leucina mais L-isoleucina; f) peptídeo Lisoleucil- L-leucina; g) peptídeo L-leucil-L-isoleucina. Após receberem as soluções, os animais foram sacrificados, o transportador de glicose GLUT-4 no músculo foi analisado por western blot. Também foram analisados glicogênio, glicemia, insulina, aminoácidos livres plasmáticos e musculares, e indicadores bioquímicos de saúde por métodos clássicos. Entre os componentes testados da PSLH, o peptídeo leucil-isoleucina e o aminoácido isoleucina se mostraram mais eficientes em translocar GLUT-4 para a MP, favorecendo a captação de glicose pelo músculo esquelético. Os resultados obtidos nos experimentos indicam que o consumo da PSLH e de seus componentes ao aumentarem a translocação de GLUT-4 para a membrana plasmática, poderiam auxiliar no tratamento ou prevenção do diabetes do tipo II

Abstract: The milk whey proteins (WP) exhibit nutritional and functional properties which result in the modulation of the biochemical and physiological functions. Studies have shown that the WP, especially those in the hydrolyzed form (WPH),has the capacity to increase muscle glycogen levels....

Abstract: The milk whey proteins (WP) exhibit nutritional and functional properties which result in the modulation of the biochemical and physiological functions. Studies have shown that the WP, especially those in the hydrolyzed form (WPH),has the capacity to increase muscle glycogen levels. Considering that glucose uptake by the skeletal muscle cell is directly related to the activity of the glucose transporter proteins, the present study proposed to carry out two experiments to determine the effects of WP and WPH and of some of their hydrolysis products on the glucose transporters in rat muscles. The objective of experiment 1 was to verify if the consumption of WP and WPH are able to modulate the concentration of the glucose transporters GLUT-1 and GLUT-4 in the plasma membrane (PM) of muscle cells in sedentary and exercised animals. Forty-eight male Wistar rats were used, divided into sedentary and exercised groups, each of which was sub-divided into three sub-groups according to the diet, giving a total of 6 groups (n=8 per group). The animals were maintained for 9 days on experimental diets based on AIN-93G with the following protein sources: casein (CAS) used as the control, whey protein (WP) and whey protein hydrolysate (WPH). The exercised animals were submitted to a single exercise session for 60 min at 15m/min one day prior to euthanasia. After the experimental period, the animals were euthanized, and the muscle glucose transporters GLUT-1 and GLUT-4 analyzed by western blot. In addition, glycogen, free plasma amino acids, insulin and the biochemical health indicators were analyzed by standard techniques. The consumption of WPH significantly increased the concentrations of GLUT-4 in the PM and of glycogen, whereas GLUT-1, insulin and the health indicators remained unaltered. Based on evidence from experiment 1 that the consumption of WPH raised the muscle glycogen reserves and also the concentration of the glucose transporter GLUT-4 in the plasma membrane, the second experiment was designed to identify which WPH components could modulate translocation of the glucose transporter GLUT-4 to the PM in the skeletal muscle of the animals. Forty-nine male Wistar rats were used, divided into 7 groups (n=7), who were orally fed 30% glucose solutions plus 0.55 g/kg of body weight of the following WPH components: a) glucose (control); b) WPH; c) L-isoleucine; d) L-leucine; e) L-leucine plus L-isoleucine (50:50 mixture of both amino acids); f) L-isoleucyl-L-leucine peptide or g) L-leucyl-L-isoleucine peptide. After receiving the solutions, the animals were euthanized and the GLUT-4 determined by western blot. Glycogen, glycemia, insulin, free plasma and muscle amino acids, and the biochemical health indicators were also analyzed by classical methods. Of the WPH components tested, the peptide L-leucyl-L-isoleucine and the amino acid L-isoleucine were shown to be more efficient in translocating GLUT-4 to the PM, favoring the capture of glucose by the skeletal muscle. The results obtained from these experiments indicated that the consumption of WPH and its components increased GLUT-4 translocation to the plasma membrane, and could aid in the treatment and prevention of type ll diabetes