Avaliação Da Expressão Da Enzima Nadph Oxidase Em Ilhotas Pancreáticas De Camundongos Diabéticos/Obesos (Ob/Ob) E Sua Possível Participação No Processo Secretório Da Insulina
Nenhuma Miniatura disponível
Data
2017-05-30
Autores
Haidar, Andre Abou [UNIFESP]
Orientadores
Hirata, Aparecida Emiko [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
It is known that insulin secretion induced by glucose can be accompanied by increased generation of reactive oxygen species (ROS). Evidence in the literature supports that this increase, at least in part, can be attributed to the action of NADPH oxidase, since pancreatic islets express the components of this enzyme and, both gene and protein expression, are mediated by glucose. In addition, its participation on insulin secretion induced by glucose has been described. Studies showed that high glucose concentrations compromise pancreatic cell functionality by mechanisms that involve ROS production, suggesting that this maybe one of the determining factor for diabetes development. On the other hand, there are studies showing an inverse relationship between ROS production and increased on glucose concentrations. It is suggested that pancreatic islets have a low activity of antioxidant enzymes when compared to other tissues so this tissue is suposed to be more sensitive to ROS action. It is worth notice that not only the activity of these enzymes is low but also its gene and protein expression when compared to the other tissues. Our aim was to evaluate the role of NADPH oxidase enzyme on pancreatic islets and peripheral tissues of diabetic and obese mice (ob/ob) by gene and protein expression of its subunits, protein expression and activity of antioxidant enzymes, superoxide anion and hydrogen peroxide production and NADPH oxidase enzyme participation on insulin secretion. The animal model used was ob/ob mice that presents hyperglycemia, a large amount of adipose tissue and, consequently, high circulating fatty acids levels, associated with no leptin producing. After treatment with apocynin, animals were euthanized and their pancreatic islets and peripheral tissues were collected for further evaluation. In peripheral tissues analysis, antioxidant enzymes were altered in hepatic tissue without alteration in muscle tissue. Gene and protein expression of NADPH oxidase enzyme were altered on pancreatic islets for both membrane subunit, gp91PHOX and cytosolic subunit, p47PHOX. We also showed a higher superoxide anion production on in vivo condition (stimulated with increasing glucose concentrations) as well as in vitro (stimulated with glucose and fatty acid - palmitate) and lower hydrogen peroxide production on in vivo condition. In addition, a lower antioxidant enzymes activity was observed. These data suggests a participation of NADPH oxidase enzyme on ROS generation in increasing glucose conditions (glycotoxicity) on pancreatic islets, and also suggest an influence of leptin and fatty acids (lipotoxicity) in this production.
É sabido que o processo de secreção de insulina induzido pela glicose pode ser acompanhado por aumento na geração de espécies reativas de oxigênio (EROs). Evidências na literatura sugerem que esse aumento, pelo menos em parte, pode ser atribuído a ação da enzima NADPH oxidase, uma vez que ilhotas pancreáticas expressam os componentes da enzima NADPH oxidase e, tanto sua expressão gênica como sua expressão proteica, são mediadas pela glicose. Além disso, tem sido descrito sua participação no processo de secreção de insulina induzido pela glicose. Estudos demonstraram que altas concentrações de glicose comprometem a funcionalidade da célula pancreática por mecanismos que envolvem a produção de EROs, sugerindo que este seja talvez um dos fatores determinantes para o desenvolvimento do diabetes. Na contrapartida há trabalhos mostrando uma relação inversa entre a produção de EROs e concentrações crescentes de glicose. Reforçando esses dados, é sabido que as ilhotas pancreáticas apresentam baixa atividade de enzimas antioxidantes quando comparados a outros tecidos, sugerindo dessa forma, serem mais sensíveis à ação de EROs. Vale destacar que não somente a atividade destas enzimas é baixa mas também a expressão gênica e proteica quando comparada aos demais tecidos. Desta forma, o objetivo deste projeto é avaliar o papel da enzima NADPH oxidase em ilhotas pancreáticas e em tecidos periféricos de camundongos diabéticos e obesos (ob/ob) analisando a expressão gênica e proteica de suas sub-unidades, avaliar a expressão proteica e a atividade das enzimas antioxidantes, analisar a produção de ânion superóxido e de peróxido de hidrogênio e avaliar a participação da enzima NADPH oxidase no processo de secreção de insulina. O modelo animal utilizado foi o ob/ob; este apresenta hiperglicemia, grande quantidade de tecido adiposo e, consequentemente, altas taxas circulantes de ácidos graxos, além de sabidamente não produzir leptina. Após o tratamento com apocinina os animais foram eutanasiados e suas ilhotas pancreáticas e tecidos periféricos, foram coletados para posterior avaliação. Na análise tecidos periféricos, observou-se alteração das enzimas antioxidantes, em tecido hepático, porém sem alteração em tecido muscular. A expressão proteica e genica da enzima NADPH oxidase mostraram-se alteradas nas ilhotas pancreáticas, tanto a subunidade de membrana, gp91PHOX, como a subunidade citosólica, p47PHOX. Evidenciamos, também uma maior produção de ânion superóxido em uma condição in vivo (quando estimulado em concentrações crescentes de glicose) como também in vitro (quando estimuladas com glicose e ácido graxo - palmitato) e menor produção de peróxido de hidrogênio na condição in vivo. Além disso, observou-se uma menor atividade das enzimas antioxidantes analisadas. Esses dados sugerem uma participação da enzima NADPH oxidase na geração de EROs em condições crescentes de glicose (glicotoxicidade), em ilhotas pancreáticas, e também sugerem existir uma influência da leptina e de ácidos graxos (lipotoxicidade) nesta produção.
É sabido que o processo de secreção de insulina induzido pela glicose pode ser acompanhado por aumento na geração de espécies reativas de oxigênio (EROs). Evidências na literatura sugerem que esse aumento, pelo menos em parte, pode ser atribuído a ação da enzima NADPH oxidase, uma vez que ilhotas pancreáticas expressam os componentes da enzima NADPH oxidase e, tanto sua expressão gênica como sua expressão proteica, são mediadas pela glicose. Além disso, tem sido descrito sua participação no processo de secreção de insulina induzido pela glicose. Estudos demonstraram que altas concentrações de glicose comprometem a funcionalidade da célula pancreática por mecanismos que envolvem a produção de EROs, sugerindo que este seja talvez um dos fatores determinantes para o desenvolvimento do diabetes. Na contrapartida há trabalhos mostrando uma relação inversa entre a produção de EROs e concentrações crescentes de glicose. Reforçando esses dados, é sabido que as ilhotas pancreáticas apresentam baixa atividade de enzimas antioxidantes quando comparados a outros tecidos, sugerindo dessa forma, serem mais sensíveis à ação de EROs. Vale destacar que não somente a atividade destas enzimas é baixa mas também a expressão gênica e proteica quando comparada aos demais tecidos. Desta forma, o objetivo deste projeto é avaliar o papel da enzima NADPH oxidase em ilhotas pancreáticas e em tecidos periféricos de camundongos diabéticos e obesos (ob/ob) analisando a expressão gênica e proteica de suas sub-unidades, avaliar a expressão proteica e a atividade das enzimas antioxidantes, analisar a produção de ânion superóxido e de peróxido de hidrogênio e avaliar a participação da enzima NADPH oxidase no processo de secreção de insulina. O modelo animal utilizado foi o ob/ob; este apresenta hiperglicemia, grande quantidade de tecido adiposo e, consequentemente, altas taxas circulantes de ácidos graxos, além de sabidamente não produzir leptina. Após o tratamento com apocinina os animais foram eutanasiados e suas ilhotas pancreáticas e tecidos periféricos, foram coletados para posterior avaliação. Na análise tecidos periféricos, observou-se alteração das enzimas antioxidantes, em tecido hepático, porém sem alteração em tecido muscular. A expressão proteica e genica da enzima NADPH oxidase mostraram-se alteradas nas ilhotas pancreáticas, tanto a subunidade de membrana, gp91PHOX, como a subunidade citosólica, p47PHOX. Evidenciamos, também uma maior produção de ânion superóxido em uma condição in vivo (quando estimulado em concentrações crescentes de glicose) como também in vitro (quando estimuladas com glicose e ácido graxo - palmitato) e menor produção de peróxido de hidrogênio na condição in vivo. Além disso, observou-se uma menor atividade das enzimas antioxidantes analisadas. Esses dados sugerem uma participação da enzima NADPH oxidase na geração de EROs em condições crescentes de glicose (glicotoxicidade), em ilhotas pancreáticas, e também sugerem existir uma influência da leptina e de ácidos graxos (lipotoxicidade) nesta produção.