Orientador: Edson Antunes

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: Obesidade/síndrome metabólica são fatores de risco para o desenvolvimento dos sintomas do trato urinário inferior (LUTS), incluindo hiperatividade de bexiga. Em nosso estudo visamos investigar a relação entre resistência à insulina e hiperatividade de bexiga em modelo de obesidade induzida...

Resumo: Obesidade/síndrome metabólica são fatores de risco para o desenvolvimento dos sintomas do trato urinário inferior (LUTS), incluindo hiperatividade de bexiga. Em nosso estudo visamos investigar a relação entre resistência à insulina e hiperatividade de bexiga em modelo de obesidade induzida por dieta hiperlipídica (10 semanas) em camundongos C57BL6/J. Curvas concentração-resposta a diferentes agentes contráteis e à insulina foram realizadas em bexigas isoladas de camundongos e humanos. Estudo cistométrico foi conduzido em camundongos anestesiados. Expressão protéica de PKC, canais de Ca2+ do tipo L, eNOS (Ser1177) e AKT (Ser473) fosforiladas, bem como de marcadores da resposta a proteínas mal dobradas (UPR), TRIB3, CHOP e ATF4, foi determinada por western blot. Camundongos obesos exibiram aumento do peso corpóreo, gordura epididimal, glicemia de jejum e resistência à insulina. As respostas contráteis aos diferentes agentes foram maiores nos animais obesos, o que foi normalizado pela pré-incubação com o bloqueador dos canais de Ca2+ do tipo L, amlodipino. Animais do grupo obeso apresentaram hiperatividade de bexiga, como demonstrado por estudo cistométrico. As curvas concentração-resposta ao agonista muscarínico, carbacol, foram dependentes da ativação da PKC. A resposta contrátil ao ativador da PKC, PDBu, foi abolida pela incubação com amlodipino. O tratamento com metformina melhorou a sensibilidade à insulina assim como normalizou a hipercontratilidade in vitro, a hiperatividade de bexiga e os níveis de PKC e pAKT em camundongos obesos. A insulina (1-100 nM) produziu relaxamento concentração-dependente em bexigas de camundongos e humanos, o que foi reduzido pela remoção da camada urotelial ou inibição da via de sinalização da PI3K/AKT/eNOS. Em condições fisiológicas, o estímulo com insulina resultou em um aumento de aproximadamente 3 vezes nos níveis de GMPc; porém, o relaxamento e os níveis de GMPc foram menores em bexigas de animais obesos. . A produção de cGMP foi reduzida na presença de inibidores da via da PI3K/AKT/eNOS. A inibição da PI3K aboliu a fosforilação de ambas eNOS e AKT no urotélio de camundongos. A expressão de pAKT e peNOS em resposta à insulina foi reduzida no urotélio de animais obesos em comparação com a do grupo controle, enquanto os níveis de TRIB3, CHOP e ATF4 foram maiores no urotélio dos animais obesos. O tratamento via oral com o inibidor de estresse de retículo endoplasmático, PBA, normalizou todos os parâmetros funcionais e moleculares dos camundongos obesos. Nossos dados mostram que a obesidade/síndrome metabólica em camundongos resulta em hiperatividade de bexiga associada à resistência local à insulina. A modulação positiva da PKC em camundongos obesos medeia simultaneamente à resistência à insulina em detrusor e a hiperatividade de bexiga. Além disso, camundongos obesos e resistentes à insulina exibem deficiência da ação da insulina na mucosa da bexiga como conseqüência de estresse de retículo, que parece estar também diretamente relacionado ao quadro de hiperatividade vesical nestes animais

Abstract: Obesity/metabolic syndrome are common risk factors for lower urinary tract symptoms, including overactive bladder. This study aimed to investigate whether insulin resistance affects bladder function in a model of obesity induced by high-fat diet (10 weeks) in C57BL6/J mice....

Abstract: Obesity/metabolic syndrome are common risk factors for lower urinary tract symptoms, including overactive bladder. This study aimed to investigate whether insulin resistance affects bladder function in a model of obesity induced by high-fat diet (10 weeks) in C57BL6/J mice. Concentration-response curves to contractile agents and insulin were performed in human and mouse bladders. Cystometric study was performed in terminally anaesthetized mice. Western blot was performed in bladders to detect PKC, Cav1.2, phosphorylated eNOS (Ser1177) and AKT (Ser473), as well as the unfolded protein response (UPR) markers TRIB3, CHOP and ATF4. Obese mice exhibited higher body weight, epididymal fat mass, fasting glucose and insulin resistance. All the contractile agents produced greater bladder contractions in obese mice, which were fully reversed by the Cav1.2 blocker amlodipine. Cystometry evidenced overactive bladder in obese group that were also prevented by amlodipine. Carbachol induced contractions was dependent on the PKC activation, and PKC expression was increased in obese mice. Metformin treatment improved the insulin sensitivity, normalized the in vitro bladder hypercontractility, cystometric dysfunction and restored PKC and pAKT expression in the obese bladders. Insulin (1-100 nM) produced concentration-dependent mouse and human bladder relaxations that were markedly reduced by mucosal removal or inhibition of the PI3K/AKT/eNOS pathway. In mouse bladders, insulin produced a 3.0-fold increase in cGMP levels (P<0.05), that was prevented by PI3K/AKT/eNOS pathway inhibition. PI3K inhibition abolished insulin-induced phosphorylation of AKT and eNOS in bladder mucosa. Obese mice showed greater voiding frequency and non-voiding contractions, indicating overactive bladder. Insulin failed to relax bladder or to increase cGMP in obese group. Insulin-stimulated AKT and eNOS phosphorylation in mucosa was also impaired in obese mice. The UPR markers TRIB3, CHOP and ATF4 were increased in the mucosa of obese mice. The UPR inhibitor PBA normalized all the functional and molecular parameters in obese mice. Our data show that obesity/metabolic syndrome in mice resulted in overactive bladder associated to a local insulin resistance. Up-regulation of PKC in obese mice appears to mediate simultaneously the bladder overactivity and the insulin resistance in the bladders from obese mice bladder. Moreover, obese mice exhibited impaired insulin action in the urothelium layer as a consequence of the endoplasmic reticulum stress, which was demonstrated to be directly involved in the bladder overactivity of obese animals