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Type: TESE DIGITAL
Title: Função da interleucina-6 (IL-6) sobre a modulação da "insulin-degrading enzyme" (IDE) durante o exercício físico agudo = The role of interleukin-6 (IL-6) on the modulation of insulin-degrading enzyme (IDE) during the acute exercise
Title Alternative: The role of interleukin-6 (IL-6) on the modulation of insulin-degrading enzyme (IDE) during the acute exercise
Author: Kurauti, Mirian Ayumi, 1991-
Advisor: Boschiero, Antonio Carlos, 1943-
Abstract: Resumo: A hiperinsulinemia, frequentemente associada a obesidade e diabetes melitus tipo 2, decorre do aumento da secreção de insulina e/ou da redução do clearance desse hormônio. Este último processo ocorre principalmente no fígado, pela ação da insulin-degrading enzyme (IDE), principal enzima responsável pela degradação da insulina. Sabe-se que o exercício físico reduz a insulinemia, pelo menos em parte, devido ao aumento do clearance de insulina associado a um aumento da expressão da IDE, entretanto os mecanismos envolvidos nessa modulação ainda não são conhecidos. Durante o exercício físico, o tecido muscular em contração secreta várias moléculas, denominadas miocinas, sendo uma das principais a interleucina-6 (IL-6). O objetivo deste trabalho foi investigar, inicialmente, a função da IL-6 sobre a modulação da expressão e atividade da IDE e, numa segunda fase, averiguar se, durante o exercício físico, esta citocina seria responsável pelo aumento do clearance de insulina e da expressão da IDE. Primeiramente, foram utilizados camundongos C57BL/6 wild type (WT) e knockout (KO) para o gene da IL-6. Nestes camundongos, avaliamos a homeostase glicêmica, através dos testes de tolerância à glicose (ipGTT) e à insulina (ipITT), e o clearance de insulina. Também avaliamos a secreção de insulina estimulada por glicose em ilhotas isoladas e a expressão (gênica e proteica) e atividade da IDE no fígado e músculo gastrocnêmio. Os camundongos KO apresentaram redução da tolerância à glicose, comparado ao grupo WT, decorrente, provavelmente, da menor secreção de insulina pelas ilhotas desses camundongos, uma vez que não observamos diferenças na sensibilidade à insulina. Além disso, observamos redução do clearance de insulina, a qual foi acompanhada de uma menor expressão e atividade da IDE no fígado e no músculo gastrocnêmio dos camundongos KO. In vitro, incubamos células HEPG2 e C2C12 na presença de diferentes concentrações de IL-6. Após 3 h em 50 ou 100 ng/ml de IL-6, a expressão da IDE foi significativamente maior nas células HEPG2 e C2C12, respectivamente. Em seguida, camundongos selvagens, foram distribuídos em 3 grupos: controle (CTL), exercitado (EXE), e exercitado tratado com 2 mg/kg de tocilizumabe (EXE+TCZ), um anticorpo que se liga ao receptor da IL-6, impedindo sua sinalização. O exercício agudo foi realizado em esteira inclinada com duração de 3 h em intensidade moderada. Nesses grupos, também foram avaliados os mesmos parâmetros citados acima. Camundongos EXE+TCZ tiveram tanto o aumento do clearance de insulina quanto o aumento da expressão e atividade da IDE bloqueados, principalmente no músculo gastrocnêmio. Por fim, coletamos amostras de plasmas de humanos, antes e 3 h depois do exercício agudo (30 min em cicloergômetro a 70% do VO2peak). Após 3 h da sessão de exercício, observamos aumento das concentrações plasmáticas de IL-6 e IDE, as quais foram positivamente correlacionadas. Apesar de não observarmos aumento significativo da atividade da IDE, também registramos uma correlação positiva entre IL-6 e atividade dessa enzima. Em resumo, nossos resultados apontam para uma função ainda desconhecida da IL-6 sobre o controle glicêmio, atuando sobre o clearance de insulina via modulação da IDE. Além disso, observamos que essa função da IL-6 tem papel fundamental no aumento do clearance de insulina durante o execício físico, através do aumento da expressão e atividade da IDE, principalemte no músculo esquelético, um efeito que parece ocorrer também em humanos, a exemplo dos camundongos

Abstract: Hyperinsulinemia is often associated with pathological conditions such as obesity and type 2 diabetes mellitus. It depends on increase in insulin secretion and/or decrease in insulin clearance that occurs, mainly, in liver by insulin-degrading enzyme (IDE). It is known that physical exercise reduces insulinemia, at least in part, due to increase in insulin clearance and IDE expression, however, the mechanisms involved in this modulation remains unclear. During exercise, muscle contractions secrete several molecules, named myokines, and the most important, in terms of quantity, is the inteleukin-6 (IL-6). In this study we first investigated the role of IL-6 on the modulation of IDE expression and activity. Secondly, we assessed a possible role of this cytokine on the increase in insulin clearance and IDE expression, during an acute exercise. First, we used C57BL/6 wild type (WT) and IL-6 knockout (KO) mice, and to evaluate the glycemic homeostasis, we performed both glucose and insulin tolerance tests (ipGTT and ipITT, respectively). We also evaluated the insulin clearance, glucose stimulated insulin secretion in isolated pancreatic islets and IDE (gene and protein) expression and activity in the liver and gastrocnemius muscle. The KO mice displayed impairment of glucose tolerance, compared with WT, an effect probably due to a reduced insulin secretion by the islets from these mice. This assumption was based on the fact that we did not observed alteration in insulin sensitivity. In addition, it was observed a reduction of the insulin clearance, probably due to the lower IDE expression and activity, in the liver and gastrocnemius muscle from KO mice, compared with WT. In vitro experiments, using HEPG2 and C2C12 cells, were also performed. The increase in IDE expression was observed after 3-h incubation at 50 or 100 ng/ml IL-6, in the HEPG2 and C2C12 cells, respectively. After, WT mice were distributed into 3 different groups: control (CTL), exercised (EXE), and exercised treated with 2 mg/kg tocilizumab (EXE+TCZ), an IL-6 receptor antibody. The acute exercise was performed on a treadmill during 3-h at moderate intensity. In these groups, we also evaluated the same parameters cited above. Interestingly, the inhibition of IL-6, in the EXE+TCZ mice, abrogated the increase of insulin clearance and IDE expression and activity, mainly in the gastrocnemius muscle. Finally, we also collected plasma samples from humans, before and 3-h after an acute exercise (30 min cycling at 70% VO2peak). Three hours after the end of the acute exercise, we observed an increase in IL-6 and IDE plasma concentrations, which were positively correlated. Although the increase in plasma IDE activity was only marginal, a positive correlation between IL-6 and IDE activity was also observed. In summary, our outcomes demonstrated a function, not yet described, of IL-6 on glycemic control that consists of incrase in insulin clearance and IDE expression and activity. This function seems to be essential for the augmentation of insulin clearance during physical exercise, increasing the IDE expression and activity mainly in the skeletal muscle, an effect that likely also occurs in human
Subject: Diabetes mellitus tipo 2
Exercícios físicos
Interleucina-6
Insulina
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IB - Dissertação e Tese

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