Suplimentarea timpurie cu glicină restabilește secreția de catecolamină suprarenală în modelul de obezitate hipotalamică la șobolani, dar nu afectează adipozitatea viscerală.

restabilește

1 Laborator de fiziologie, Departamentul de fiziologie, Universitatea Federală Juiz de Fora, Juiz de Fora/MG - Brazilia

2 Laborator de biologie celulară, Departamentul de biologie, Universitatea Federală Juiz de Fora, Juiz de Fora/MG - Brazilia

3 Laborator de secreție de biologie celulară, Departamentul de biologie celulară și genetică, Universitatea de Stat din Maringá, Maringá/PR - Brazilia

Abstract

Primit la 29 august 2014; Acceptat la 10 iunie 2015; Publicat pe 13 iunie 2015;

Editor academic:Sebastian P. Galuska, Universitatea Justus Liebig Giessen

Verificat pentru plagiat: da

Revizuit de:Single-orb

Interese concurente

Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Citare:

Introducere

Obezitatea este un sindrom multifactorial caracterizat printr-un dezechilibru energetic pozitiv cronic. Incidența sa crește într-o proporție alarmantă; în prezent, aproximativ 500 de milioane de oameni sunt obezi la nivel mondial, reprezentând un factor de risc pentru diabetul de tip 2 și bolile cardiovasculare 1, 2, 3, 4, 5. Cercetarea medicală a depus un efort academic extins pentru a înțelege mai bine complexitatea acestei tulburări.

Modelul experimental de obezitate indus de L-glutamat monosodic (MSG) a fost utilizat pe scară largă pentru a fi un reprezentant al tulburărilor metabolice observate la obezitatea umană 6. Administrarea neonatală a MSG provoacă leziuni pe nucleul arcuat al hipotalamusului 7, 8, 9. Administrarea neonatală a MSG a dus la dezvoltarea obezității în viața adultă la rozătoare 10, 11. Mai mult, animalele dezvoltă o depunere anormală de grăsime 12, 13, 14. De asemenea, animalele obeze cu MSG prezintă hiperinsulinemie, rezistență la insulină și o acumulare notorie de catecolamine în medula suprarenală din cauza procesului de secreție afectat, printre alte caracteristici 6, 10, 15 .

Catecolamina din medulla suprarenală are un rol important în reglarea metabolismului glucozei, lipidelor și proteinelor. Sistemul simpatoadrenal include sistemul nervos simpatic și celulele cromafinei din medulla suprarenală, care secretă catecolamină (în principal epinefrină) în fluxul sanguin 16. Celulele cromafinei sunt inervate colinergic de nervul splanchnic; acetilcolina eliberată la stimularea acestui nerv activează receptorii colinergici neuronali din celulele cromafinei, inducând astfel depolarizarea membranei și declanșând secreția de catecolamină 17. Efectul metabolic al epinefrinei are ca rezultat creșterea glucozei serice, lipoliză, consum de oxigen și termogeneză 18, 19. Prin urmare, anomaliile mecanismelor de eliberare și/sau producția de catecolamină pot contribui la dezvoltarea obezității.

Unele articole au arătat că aminoacidul glicină poate induce secreția de catecolamină a medularei suprarenale 20, 21, deși mecanismul său de acțiune în celulele cromafinei nu este încă clar. Yadid și colaboratorii 22 au demonstrat eliberarea preferențială a epinefrinei din celulele cromafinei medularei suprarenale ca răspuns la glicină.

Astfel, obiectivul muncii noastre a fost de a evalua efectele posibile ale administrării glicinei în modelul MSG-obezitate la șobolani și de a investiga impactul acesteia asupra homeostaziei suprarenale a catecolaminei medulare.

Material si metode

Animale și tratament

Toate protocoalele pentru animale au fost efectuate în conformitate cu Colegiul brazilian de experimentare animală (COBEA) 23 și cu legea federală braziliană, iar protocoalele de procedură au fost aprobate de Comitetul etic pentru manipularea animalelor (UFJF - Juiz de Fora, statul Minas Gerais, Brazilia) (numărul permisului: 002/2012). Șobolani masculi Wistar au fost utilizați în acest studiu (n = 60 pentru toate procedurile experimentale). Animalele au fost obținute de la Centrul de Biologie a Reproducerii (CRB) al Universității Federale din Juiz de Fora. În primele 5 zile după naștere, animalele au fost injectate subcutanat în zona cervicală cu soluție de MSG (4 mg/g greutate corporală) 7. Animalele de control au primit soluție salină echimolară. Înțărcarea animalelor a fost efectuată în a 21-a zi. Animalele au fost împărțite în patru grupe: martor și MSG care au primit apă de la robinet; și, Control-Glicine și MSG-Glicine care au fost tratate cu apă de la robinet adăugată cu glicină (0,1 g/Kg) conform Alarcon-Aguilar și colab. După înțărcare, toate grupurile de animale au fost ponderate săptămânal. Animalele au primit apă și chow comercial (Nuvital, Curitiba, Brazilia) ad libitum și au fost plasate într-o cameră controlată din punct de vedere al mediului (23 ± 3 ° C și fotocicl de 12h lumină/întuneric (07: 00-19: 00 h)) pe toată perioada protocolului.

Analiza biometrică

Pentru a evalua apariția obezității, toți șobolanii în vârstă de 90 de zile au fost eutanasiați prin exsanguinare prin puncție cardiacă sub pentobarbital de sodiu (45 mg/100g greutate corporală i.p.) anestezie. Tampoanele de grăsime epididimale și retroperitoneale au fost îndepărtate și ponderate pentru a estima obezitatea indusă de tratamentul cu MSG 10. Indicele Lee a fost calculat din raportul [greutatea corporală (greutate corporală) 1/3 (g)/lungimea nazală (NAL) (cm)] × 1000 și utilizat ca predictor al obezității la rozătoarele MSG 25 .

Glandele suprarenale

Glandele suprarenale au fost îndepărtate și ponderate. În timpul manipulării, glandele au fost menținute în soluția standard Krebs-Hepes compusă din (în mM): Cl- 154.2; Na + 144,0; Ca2 + 2,5; Mg2 + 1,18; SO42- 1,2; K + 3,5; glucoză 11,1; Hepes (acid N- (2-hidroximetilpiperazină) -N- (2-etanosulfonic)) 25,0; albumină serică bovină (BSA) 0,5%, pe baie de gheață. Glandele drepte ale tuturor grupurilor experimentale au fost utilizate pentru a evalua conținutul total de catecolamină - epinefrină și norepinefrină - cuantificat utilizând metoda fluorescenței trihidroxindolului 26. Rezultatele au fost obținute prin trasarea valorilor pe o regresie liniară a curbei epinefrinei standard. Pe de altă parte, glandele suprarenale stângi au fost utilizate în experimente de secreție. Disecția medularei suprarenale a fost efectuată cu lentile stereoscopice și instrumente chirurgicale oftalmologice. În plus, medulele izolate au fost împinse pe bețe de oțel pentru o mai bună manipulare și au fost lăsate într-un rest de 40 de minute în soluția standard Krebs-Hepes. Au fost utilizate plăci de cultură celulară cu 96 de godeuri Costar. Fiecare godeu conținea 200 uL de Krebs-HEPES standard sau soluție Krebs-HEPES modificată conținând 5 uM de glicină 27. Experimentele de secreție de catecolamină au fost realizate în conformitate cu metoda descrisă anterior 6 .

Analize statistice:

Studiile anterioare au abordat obezitatea ca fenomen epidemic la nivel mondial și au arătat că factorii legați de acumularea de grăsime corporală sunt strâns asociați bolilor cronice, de exemplu, diabetul de tip 2, multe tipuri de cancer și boli cardiovasculare 28, 29. Rapoarte recente importante din literatura de specialitate au arătat asocierea negativă dintre glicină și acumularea de grăsime corporală, rezistența la insulină și alterarea metabolismului lipidic 30, 31. În prezentul studiu am arătat că tratamentul cu glicină după înțărcare a indus ajustări morfofiziologice în modelul obezității MSG la șobolani.

Analiza biometrică a arătat că NAL a fost mai mare la animalele de control după tratamentul cu glicină. La fel, s-a constatat o creștere extrem de semnificativă a indicelui la animale sub tratament cu glicină. S-a demonstrat anterior că glicina stimulează producția de hormon de creștere (GH) 32, 33, coroborând rezultatele pentru indicele NAL și Lee, datorită efectului anabolic al GH. Opus glicinei, tratamentul MSG neonatal a provocat un NAL mai scurt și un indice Lee mai scăzut în comparație cu animalele de control. Acest lucru este în concordanță cu alte studii care arată că tratamentul cu MSG a indus o creștere, un deficit endocrin și de comportament 6 .

Animalele MSG au prezentat o acumulare mai mare și o secreție afectată de catecolamină suprarenală. Aceste date se coroborează cu lucrările anterioare 6, 34. Administrarea glicinei, pe de altă parte, a reușit să restabilească complet conținutul de catecolamină suprarenală și secreția bazală la șobolanii obezi MSG. În protocolul nostru, glicina nu a fost capabilă să stimuleze secreția de catecolamină in vitro. Așa cum s-a menționat deja, glicina este capabilă să stimuleze eliberarea catecolaminei din medulla suprarenală 20, 21, 22. Cu toate acestea, mecanismul de acțiune rămâne neclar, pentru prima dată arătăm un impact direct al glicinei în restabilirea homeostaziei suprarenale medulare.

O reducere ușoară și nesemnificativă a adipozității s-a produs atât în ​​grupul de control, cât și în grupurile MSG care au primit glicină; cu toate acestea, a fost mai pronunțată la grupul obez decât la șobolanii martor. Rezultate similare au fost observate de Hafidi și colaboratorii 35 folosind un model animal de acumulare intraabdominală de grăsime indusă de adăugarea zaharozei în apa de băut, a arătat că suplimentarea cu glicină, la viața adultă timp de 4 săptămâni, a redus creșterea trigliceridelor plasmatice și a redus acumularea de grăsime intraabdominală; cu toate acestea, la animalele de control aportul de glicină nu a afectat aceste variabile. Autorii au sugerat o creștere a oxidării acizilor grași mitocondriali la șobolanii zaharoză tratați cu glicină.

Concluzie

Cu această lucrare actuală am putut demonstra că, deși tratamentul cu glicină aparent restabilește complet homeostazia secreției de catecolamină, nu este suficient să reducem semnificativ adipozitatea viscerală în modelul de obezitate MSG la șobolani.

Confirmare

Această cercetare a fost susținută de Fundația braziliană pentru știință CNPq, CAPES, FAPEMIG și UFJF.