Orientador: Everardo Magalhães Carneiro

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Os processos fisiológicos como ciclo sono-vigília e o metabolismo estão sujeitos a oscilações circadianas e são regulados por um conjunto de genes conhecidos como genes do relógio, ou clock genes. Mutação nesses genes em camundongos reduz a secreção de insulina e a proliferação das células ?...

Resumo: Os processos fisiológicos como ciclo sono-vigília e o metabolismo estão sujeitos a oscilações circadianas e são regulados por um conjunto de genes conhecidos como genes do relógio, ou clock genes. Mutação nesses genes em camundongos reduz a secreção de insulina e a proliferação das células ? pancreáticas promovendo intolerância a glicose e hiperglicemia. Distúrbios nutricionais em fases iniciais da vida estão associados com o aparecimento do Diabetes Mellitus tipo 2 na vida adulta. Camundongos submetidos a restrição proteica intrauterina apresentam expressão alterada dos clock genes e maior suscetibilidade ao ganho de peso e intolerância a glicose. Neste trabalho tivemos como objetivo determinar a expressão diária dos clock genes em tecidos periféricos, hipotálamo e ilhotas pancreáticas de camundongos submetidos a restrição proteica. Avaliamos também o perfil oscilatório da secreção de insulina estimulada por glicose e pelo agonista colinérgico carbacol nesse modelo animal. Camundongos submetidos a restrição proteica (R) apresentaram características típicas de desnutrição como menor peso corpóreo, hipoinsulinemia, hipoproteinemia e maior tolerância a glicose e a insulina. Camundongos R apresentaram maior consumo alimentar, acompanhado de alterações no perfil oscilatório de genes hipotalâmicos Pomc (Pro-opiomelanocortina) e Npy (Neuropeptídeo Y). Nesse tecido, somente o gene do relógio Rev-erb? teve sua expressão influenciada pela restrição proteica. Camundongos R apresentaram, no fígado e músculo perda do perfil oscilatório para os genes Bmal1 e Clock. Ainda, no fígado e ilhotas pancreáticas a expressão de Rev-erb? foi alterada, com redução no conteúdo de mRNA. Em relação ao gene Per1, camundongos R exibiram adiantamento na expressão desse gene no tecido adiposo. No músculo e ilhotas houve perda da oscilação diária para esse gene. Camundongos R exibiram, no músculo e tecido adiposo, adiantamento na expressão do gene Per2. Ilhotas isoladas de camundongos controle (C) apresentaram padrão oscilatório de secreção de insulina sendo os maiores níveis atingido nos ZT 2 e 14 e redução no ZT 8. Contudo, camundongos R apresentaram redução na secreção de insulina estimulada por glicose, e perda do seu perfil oscilatório. O grupo R não apresentou alteração na liberação de insulina na presença do agonista e antagonista de Rev-erb?. Além disso, a expressão dos genes Sintaxina, Sinaptotagmina, e Insulina, estão reduzidos em camundongos R. O grupo R também apresentou perda oscilatória da secreção de insulina na presença de glicose associada ao Carbacol e redução na expressão do Receptor Muscarínico de Acetilcolina. Com os presentes resultados podemos concluir que camundongos submetidos a restrição proteica apresentaram características típicas de desnutrição com alteração na homeostase glicêmica e secreção de insulina. Ademais, camundongos R exibiram perda do perfil de secreção desse hormônio ao longo de 24 horas, o qual está relacionado com as alterações na expressão de Rev-erb?. Além disso, houve alteração no perfil de expressão dos genes clock, em especial Rev-erb?, Per1 e Per2 nos tecidos periféricos, fato que pode estar relacionado com as alterações na tolerância a glicose e insulina em camundongos R

Abstract: The physiological processes such as sleep-wake cycle and metabolism are subject to circadian fluctuations and are regulated by a group of genes known as clock genes or genes clock. Mutations in these genes in mice reduces insulin secretion and ?-pancreatic cell proliferation promoting...

Abstract: The physiological processes such as sleep-wake cycle and metabolism are subject to circadian fluctuations and are regulated by a group of genes known as clock genes or genes clock. Mutations in these genes in mice reduces insulin secretion and ?-pancreatic cell proliferation promoting impaired glucose tolerance and hyperglycemia. Nutritional disorders in the early stages of life are associated with the onset of type 2 diabetes in adulthood. Mice subjected to intrauterine protein restriction have altered expression of clock genes and increased susceptibility to weight gain and glucose intolerance. In this study we aimed to determine the daily expression of clock genes in peripheral tissues, hypothalamus and pancreatic islets of mice subjected to protein restriction. We also evaluated the oscillatory profile of the glucose stimulated insulin secretion and the cholinergic agonist carbachol in this animal model. Mice subjected to protein restriction (R) showed typical features of malnutrition as lower body weight , hypoinsulinemia , hypoproteinemia and increased glucose tolerance and insulin. R mice had higher food consumption, accompanied by changes in the oscillatory profile to Pomc and Npy gene in the hypothalamus. In this tissue, only the expression Rev- erb? gene was influenced by protein restriction. Mice R showed in the liver and muscle loss of the oscillatory profile to Clock and Bmal1 gene. Still, in liver and pancreatic islets the expression of Rev- erb? was changed, with reduction in mRNA content. Regarding the Per1 gene, R mice exhibited advance in the expression of this gene in adipose tissue. In muscle and islets there was loss of daily fluctuation for this gene. R mice exhibited, muscle and adipose tissue, in advance of Per2 gene expression. Islets isolated from control mice (C) showed oscillatory pattern of insulin secretion with the highest levels attained in the ZT 2 e 14 and reduction in the ZT 8. However, R mice had reduced glucose stimulated insulin secretion and loss of its oscillatory profile. R group showed no change in insulin release in the presence of Rev- erb? agonist and antagonist. Furthermore, the expression of Syntaxin, Synaptotagmin, and Insulin genes are reduced in R mice. R group also exhibited oscillatory loss of insulin secretion in the presence of glucose linked Carbachol and the reduction in the expression of Muscarinic Acetylcholine Receptor. With these results we can conclude that mice subjected to protein restriction showed typical features of malnutrition with alterations in glucose homeostasis and insulin secretion. Moreover, R mice exhibited loss of secretion of this hormone profile over 24 hours, which is associated with changes in the expression of Rev- erb?. In addition, there were changes in expression profile of clock genes, especially Rev-erb?, Per1 and Per2 in peripheral tissues, which may be related to changes in glucose tolerance and insulin in R mice