http://hdl.handle.net/10362/2793 Mon, 20 May 2013 16:11:55 GMT 2013-05-20T16:11:55Z http://hdl.handle.net/10362/5102 Title: Sensibilidade à insulina pós-prandial: mecanismos fisiológicos e de activação e fisiopatologia na obesidade Authors: Afonso, Ricardo Alexandre da Silva Santos Abstract: RESUMO A acção hipoglicemiante da insulina é máxima no estado pós-prandial e depende da substância hepática sensibilizadora da insulina (HISS). Esta dissertação visa o estudo do mecanismo de acção da insulina no estado pós-prandial e em particular da via dependente da HISS, em modelos animais fisiológicos e patológicos (obesidade e diabetes mellitus tipo 2). Avaliaram-se diferentes tipos de refeição quanto ao seu efeito potenciador da acção da insulina, em ratos Sprague-Dawley (modelo fisiológico). A administração intragástrica de glícidos não afecta a acção da insulina, mas a refeição mista (lípidos, glícidos e proteínas), promove a sensibilização para a acção da insulina, através de um processo que parece ser iniciado no intestino e envolve a activação da via da HISS. Nos estudos de obesidade, o primeiro modelo utilizado foi o rato alimentado com dieta hiperlipídica (HFD), no qual se observou uma insulinorresistência pós-prandial devida quase exclusivamente à perda de acção da HISS, que se correlaciona com a adiposidade (corporal e abdominal) e parece ser devida à diminuição da sua síntese. O segundo modelo de obesidade usado foi o rato Zucker obeso (OZR), modelo genético que apresenta uma diminuição idêntica de ambas as componentes de acção da insulina (dependente e independente da HISS). A alteração na via da HISS parece localizar-se a jusante da sua síntese, sugerindo que um ou vários pontos comuns entre as vias de sinalização intracelular da HISS e da insulina per se estão alterados, resultando num diminuto aporte de glucose. No OZR, a acção da HISS não se altera com a idade, apresentando-se baixa também às 52 semanas de idade. Em ratos não obesos (LZR), a acção da HISS diminui entre as 9 e 52 semanas, sendo acompanhada por um decréscimo menos acentuado, embora significativo, da acção da insulina per se. A diminuição da acção da HISS com a idade parece ser a principal causa de insulinorresistência pós-prandial em LZR velhos, não se agravando no OZR. No modelo de diabetes tipo 2 estudado, o rato Zucker diabético (ZDF), também ambas as componentes de acção da insulina estavam diminuídas. No entanto, a alimentação com ração Purina, ligeiramente mais energética e lipídica do que a ração standard, agrava a disfunção da via da HISS nestes animais, sugerindo que a sensibilidade à insulina em ratos ZDF é muito susceptível a factores nutricionais. A via da HISS é essencial para potenciar a acção da insulina do estado de jejum para o pós-prandial e a sua disfunção é em grande medida responsável pela insulinorresistência observada nos modelos animais de obesidade e diabetes estudados. xix SUMMARY Hypoglycemic insulin action is maximal in the postprandial state and depends on the hepatic insulin sensitizing substance (HISS). The present thesis focus on the postprandial insulin action and, in particular, on the HISS-dependent pathway, both in physiological and pathological (obesity and type 2 diabetes mellitus) animal models. Different meals were tested in Sprague-Dawley rats (physiological model) for their capacity to potentiate insulin action. It was observed that intragastric administration of either glucose or sucrose does not affect insulin sensitivity, unlike the mixed meal, composed of lipids carbohydrates and proteins, which significantly potentiated insulin action through a process that seems to be initiated at the intestine and involves activation of the HISS pathway. For the obesity studies, the first of the two obesity models used was the high fat-fed rat (HFD), in which the postprandial insulin resistance was almost exclusively caused by the decrease of HISS action, probably due to the impairment of HISS synthesis. This impairment correlates with both corporal and abdominal adiposity. The second obesity model used was the obese Zucker rat (OZR), a genetic model, which presented a similar impairment of both components of insulin action (HISSdependent and –independent). The modification in HISS pathway in OZR seems to be located downstream from HISS synthesis, that is, at its site of action – the skeletal muscle -, suggesting that one or several points common to both HISS and insulin per se signaling cascades are defective, resulting in a decreased glucose uptake. In OZR, HISS action does not decrease with age and is also low at 52 weeks of age. In non-obese rats (LZR), HISS action decreases from 9 to 52 weeks and it is accompanied by a lower, although significant, impairment of insulin action per se. HISS action impairment with aging seems to be the major cause of insulin resistance in old LZR, whereas insulin resistance is not aggravated in aging OZR. In the type 2 diabetes model, the diabetic Zucker rat (ZDF), both components of insulin action were also equally impaired. However, feeding the animals with Purina rat chow, which is slightly more caloric and more lipidic, induces additional HISS deterioration when compared with the standard lab diet, suggesting that insulin sensitivity in ZDF is very susceptible to nutritional factors. In conclusion, HISS pathway is essential to potentiate insulin action from the fasted to the fed state and its dysfunction is highly responsible for the insulin resistance observed in the obesity and diabetes animal models studied. Tue, 01 Jan 2008 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10362/5102 2008-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10362/4828 Title: Hepatic parasympathetic nerve dysfunction involved in the deregulation of postprandial whole-body insulin sensitivity:a road to diabetes and associated pathologies Authors: Ribeiro, Rogério José Tavares Abstract: O estado pós-prandial é caracterizado por um incremento da sensibilidade à insulina. Este aumento da captação celular da glucose por acção da insulina, observado após a ingestão de uma refeição, parece estar elacionado com um mecanismo dependente da integridade dos nervos parassimpáticos hepáticos (HPN). A presente dissertação teve como base a hipótese de que a disfunção desta componente dependente dos HPN está relacionada com a insulinoresistência observada em várias condições envolvidas na etiologia da diabetes tipo 2. O impacto da idade e do género foram aqui estudados em ratos Wistar. Em machos, observou-se que a idade está relacionada com um decréscimo gradual da sensibilidade total à insulina. No entanto, enquanto a componente independente dos HPN decresceu entre as 6 e 9 semanas de idade, mantendo-se depois inalterada, a componente dependente dos HPN decresceu com o envelhecimento a partir das 9 semanas de idade. As fêmeas demonstraram alterações de desenvolvimento semelhantes aos machos, apesar de algumas diferenças na taxa de decréscimo. A influência do estilo de vida sobre a sensibilidade pós-prandial à insulina foi avaliada fornecendo um suplemento de sacarose a ratos Wistar e Sprague-Dawley. A dieta rica em sacarose induziu um decréscimo na sensibilidade à insulina, afectando apenas a componente dependente dos HPN. Mais, o desenvolvimento de insulino-resistência pós-prandial foi obtido após 2 semanas de manipulação; antes do surgimento de obesidade e hiperglicémia. Estudos em animais saudáveis apoiam a integração dos HPN na via da substância hepática sensibilizadora da insulina (HISS). O bloqueio dos HPN por intervenção cirúrgica ou antagonismo muscarínico químico, assim como a inibição da síntese de óxido nítrico hepático, outro passo proposto da via da HISS, provocaram a anulação total do incremento pós-prandial de sensibilidade à insulina; não tendo tido, no entanto, qualquer efeito no estado de jejum. A análise de um modelo animal de hipertensão essencial (SHR) revelou um decréscimo da acção da insulina dependente da HISS, parcialmente compensada por um aumento da acção da insulina independente da HISS; em relação aos ratos normotensos Wistar. O facto de outro controlo normotenso dos SHR, o Wistar Kyoto, apresentar já uma diminuição da componente dependente da HISS sugere uma possível determinação genética da via da HISS, provavelmente actuando sobre a função parassimpática. Estudos com a idade fortalecem estas conclusões. Em conclusão, a disfunção da componente dependente dos HPN na via da HISS foi aqui demonstrada estar envolvida no desenvolvimento da insulino-resistência relacionada com o envelhecimento, a desregulação induzida por factores nutricionais, e a hipertensão. Foi também observado que essa disfunção antecipa outros factores de risco para o desenvolvimento de diabetes tipo 2 e patologias relacionadas; o que parece constituir um alvo promissor para intervenções comportamentais e farmacológicas capazes de melhorar a função parassimpática. Description: FCM: UC Fisiologia - Teses de Doutoramento Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10362/4828 2010-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10362/4802 Title: Fast-to-fed shift in glucose homeostasis: clues to an earlier detection of human prediabetic states Authors: Patarrão, Rita Susana Franco das Neves Abstract: A acção da insulina está associada à libertação da substância hepática sensibilizadora da insulina (HISS), que aumenta o aporte de glucose periférico. No estado pós-prandial, a libertação da HISS é máxima, diminuindo com o período de jejum. O controlo prandial da acção da HISS é mediado pelo sistema parassimpático hepático/óxido nítrico (NO) e pelo glutationo (GSH) hepático. Os actuais métodos utilizados para avaliar a sensibilidade à insulina são realizados no estado de jejum. A presente dissertação destaca a hipótese de que o mecanismo dependente da HISS existe em humanos, e pode ser manipulado. Em humanos, uma robusta ferramenta para caracterizar a acção da insulina dependente da HISS, não só no estado de jejum, mas também após uma refeição, o teste rápido de sensibilidade à insulina (RIST), foi desenvolvido. O RIST pode ser realizado com reproductibilidade, e sem intra e intervariabilidade. A diminuição da sensibilidade à insulina observada no jejum é potenciada após uma refeição, e a administração de atropina, suprime este efeito. A inibição parcial da sensibilidade à insulina induzida pela refeição, é consistente com a hipótese de que um “sinal prandial” dependente do sistema parassimpático hepático é necessário para a libertação hepática da HISS. Quando voluntários magros e com excesso de peso foram submetidos a um período de 24h de jejum, a acção da insulina per se, foi similar em ambos os grupos estudados. Contudo, quando avaliados no estado pós-prandial, os resultados apresentados nesta dissertação mostraram que, a potenciação induzida pela refeição era inferior nos voluntários com excesso de peso, estando esta associada a uma alteração da componente da acção da insulina dependente da HISS. Estes resultados indicam a importância da avaliação da sensibilidade à insulina no estado pós-prandial, e sugerem também que este estado de pré-diabetes apenas pode ser detectado após a ingestão de uma refeição. Níveis elevados de glucagina estão associados à diabetes tipo 2. Sabendo que a glucagina leva a uma diminuição da síntese de GSH, e que o GSH é fundamental para a libertação da HISS, foi avaliado o efeito da glucagina na via da HISS. Em animais, tanto a administração de um análogo do cAMP, como de glucagina, produziram um decréscimo da sensibilidade à insulina, sendo este efeito dependente da dose. A resistência à insulina dependente da HISS observada aquando da administração de um inibidor do sintetase do NO, não se agravou com a posterior administração de glucagina. Estes resultados sugerem então que a glucagina induz um decréscimo da sensibilidade à insulina, sendo este dependente da via da HISS, e não por acção de outra via. Estas duas observações indicam que a glucagina, através da via de finalização do cAMP, leva à diminuição dos níveis hepáticos de GSH e, consequentemente, a uma alteração da via da HISS. Esta alteração poderá ser a responsável por um estado precoce de resistência à insulina. Description: FCM: UC Bioquímica I - PhD Thesis Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10362/4802 2010-01-01T00:00:00Z