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Tipo do documento: Dissertação
Title: Efeitos do exercício físico regular sobre o controle secretor de insulina em ilhotas pancreáticas isoladas de ratos obesos
Other Titles: Effects of regular physical exercise on insulin secretory control in pancreatic islets isolated from obese rats
Autor: Valcanaia, Ana Claudia 
Primeiro orientador: Grassiolli, Sabrina
Primeiro membro da banca: Grassiolli, Sabrina
Segundo membro da banca: Balbo, Sandra Lucinei
Terceiro membro da banca: Mathias, Paulo Cezar de Freitas
Resumo: O desequilíbrio da homeostase energética resulta em obesidade, associada ao desenvolvimento da Resistência à Insulina e hiperinsulinemia. A secreção de insulina é estimulada pela glicose e modulada por sinais neurais autonômicos. A secreção de insulina induzida por glicose (SIIG) é um processo que acopla metabolismo-oxidativo, alteração do potencial de membrana, resultando em influxo de cálcio e exocitose dos grânulos de insulina pelas células beta (β) pancreáticas. A Acetilcolina (ACH) liberada pelos terminais neurais do nervo vago, ramo parassimpático, ao ligar-se a receptores muscarínicos subtipo 3 (MR3) localizados nas células β pancreáticas, atua como importante potencializador da SIIG. Hiperatividade vagal e alterada sensibilidade à glicose e ACH, parecem contribuir para a hipersecreção de insulina e disfunções da célula β pancreática em indivíduos obesos. Apesar de ser bem reconhecido que o exercício físico reduz o tecido adiposo e a hiperinsulinemia, seus efeitos diretos sobre o controle da SIIG e da modulação colinérgica em ilhotas pancreáticas não estão completamente esclarecidos. Deste modo, a questão problema do estudo é: o exercício físico crônico é capaz de modificar a SIIG e o efeito insulinotrópico colinérgico reduzindo a hiperinsulinemia em roedores obesos? O objetivo do presente estudo foi caracterizar os efeitos da natação crônica sobre a SIIG e o efeito insulinotrópico da ACH em ilhotas pancreáticas isoladas de ratos obesos. Para tal, a obesidade foi induzida pela administração neonatal de Glutamato Monossódico (MSG; 4g/Kg) durante os 5 primeiros dias de vida. Ratos Controle (CON) receberam salina equimolar. Ao desmame (21 dias), os animais foram randomicamente distribuídos em exercitados (EXE; n=15) e sedentários (SED; n= 15). O exercício consistiu em natação (3x/semana/30min) mantido por 10 semanas. Aos 92 dias, os ratos foram eutanasiados, a obesidade e os parâmetros bioquímicos plasmáticos (glicose, triglicerídeos e insulina) foram analisados. Ilhotas pancreáticas foram isoladas pela técnica da colagenase e curvas dose-resposta (EC50) à glicose (2,8-28,8mM) e a ACH (0,001-3000 μM) foram obtidas. Adicionalmente, outro grupo de ilhotas foi utilizado para estudar os mecanismos das vias de disparo e amplificação da SIIG. Para isto, ilhotas foram incubadas com glicose (16.7mM) na presença ou ausência de diazoxida (DZ, 250μM) e KCl (30mM). A participação do cálcio na SIIG foi testada em meio contendo glicose (16,7mM) mais Verapamil, (VR; 10 μM) e/ou tapsigargina (THP; 20 μM). Também foram feitas as expressões proteicas de MR3, da PKC e PKA em ilhotas pancreáticas isoladas. A natação foi efetiva em evitar o rompimento da homeostase glicêmica e lipídica em roedores obesos. Em ambos os grupos, as ilhotas pancreáticas de ratos exercitados apresentaram aumento da sensibilidade à glicose (<EC50) em relação a ilhotas de animais SED. Este efeito foi provavelmente resultado da drástica inibição das vias amplificadoras encontrada em ilhotas de ratos exercitados de ambos os grupos. Adicionalmente, independente da obesidade, a natação reduziu o efeito colinérgico em ilhotas pancreáticas, sem modificar as expressões de MR3, PKC ou PKA ou o fluxo de cálcio. Deste modo, concluímos que a natação ao longo da vida reduz a SIIG, impedindo a hiperinsulinemia e a dislipidemia. Redução das vias amplificadoras da glicose, bem como, menor efeito colinérgico são os prováveis mecanismos envolvidos neste processo.
Abstract: The breakdown of energy balance results in an accumulation of adipose tissue, associated with the development of Insulin Resistance (IR) and hyperinsulinemia. Insulin secretion (IS) is highly regulated by nutrients, especially glucose, and autonomic neural signals. This process engages oxidative metabolism and alteration of the membrane potential, resulting in calcium influx and exoctation of insulin granules in beta pancreatic cells (β). The action of glucose on β-cells initiates triggering and amplifying pathways. Together, the IS is also modulated by the Acetylcholine (ACH), Parasympathetic Nervous System (SNP) neurotransmitter. An autonomic nervous system (SNA) maladjustment characterized by parasympathetic hyperactivity with altered sensitivity to glucose and ACH, contribute to the hyperinsulinemia present in obesity. In contrast, physical exercise reduces adipose tissue, improves IR and reduces IS. However, the direct effects on pancreatic islets and glucose responsiveness are unknown. Thus, there’s the problem question: Is lifelong physical exercise capable of reducing hyperinsulinemia by modifying the glucose response and correcting the cholinergic insulinotropic effect in islets of obese rodents? Therefore, the objective of the present study was to characterize the effects of exercise on insulin secretory control in obese rats. Therefore, obesity was induced by hypothalamic lesion by monosodium glutamate (MSG, 4 g/kg) administered in the neonatal phase. Control rats (CON) received equimolar saline. After the 30th day, the animals were weaned and randomly distributed in the exercised (EXE) and sedentary (SED) groups. The exercise consisted of swimming, held three times a week, for 30 minutes throughout life. At 92 days, the rats were euthanized and anthropometric and biochemical data were collected. To evaluate glucose-induced SI, pancreatic islets were isolated and incubated in the presence of glucose (16.7 mM) and pharmacological agents that modify the effects of oxidative-glycolytic metabolism, such as diazoxide (DZ, 250 μM) or calcium channel inhibitors (Verapamil, 10 μM and tapsigargine, 20 μM). Additionally, pancreatic islets were also isolated and incubated at increasing concentrations of glucose (5.6 - 24.0 mM) or ACH (0.01 - 3000 μM) for the preparation of dose-response curves and obtaining the sensitivity to agents (EC50). The expression of the muscarinic receptor subtype 3 (MR3) major ACH was also evaluated, in addition to kinases involved in the pathway. Swimming was effective in reducing glycemia, insulinemia and triglycerides in MSG-EXE rats, compared to MSG-SED. In addition, the two groups of exercised rats had an improvement in glucose sensitivity. This event was accompanied by reduction of the glucose amplification pathway, without alteration in the expression of the proteins involved in the secretion pathway. Although pancreatic islets of MSG rats are more sensitive to blocking intracellular calcium stores, calcium responses were not modified by exercise in both groups. It is possible to conclude that the physical exercise was efficient in the reduction of the IS induced by the glucose and the cholinergic responsiveness, possibly by a decrease of the amplifying route of the secretion.
Keywords: Acetilcolina
Metabolismo glicolítico
Natação
Obesidade
Secreção insulina
Acetylcholine
Glucose metabolism
Insulin secretion
Obesity
Swimming training
CNPq areas: CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde
Program: Programa de Pós-Graduação em Biociências e Saúde
Campun: Cascavel
Citation: VALCANAIA, Ana Claudia. Efeitos do exercício físico regular sobre o controle secretor de insulina em ilhotas pancreáticas isoladas de ratos obesos. 2018.79 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Biociências e Saúde) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4187
Issue Date: 28-Mar-2018
Appears in Collections:Mestrado em Biociências e Saúde (CVL)

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