Insulin binding characteristics in canine muscle tissue: effects of the estrous cycle phases / Características de ligação da insulina no tecido muscular canino: efeitos da fase do ciclo estral

Hormonal fluctuations during the different estrous cycle are a well-recognized cause of insulin resistance in bitches, and little is known about insulin receptor binding or post-binding defects associated with insulin resistance in dogs. To evaluate insulin binding characteristics in muscle tissue of bitches during the estrous cycle, 17 owned bitches were used in the study (six in anestrus, five in estrus, and six in diestrus). An intravenous glucose tolerance test (IVGTT) was performed in all patients by means of injection of 1mL/kg of a glucose 50% solution (500mg/kg), with blood sample collection for glucose determination at 0, 3, 5, 7, 15, 30, 45 and 60 minutes after glucose infusion. Muscle samples, taken after spaying surgery, were immediately frozen in liquid nitrogen and then stored at -80 ºC until the membranes were prepared by sequential centrifugation after being homogenized. For binding studies, membranes were incubated in the presence of 20,000cpm of human 125I-insulin and in increasing concentrations of unlabeled human regular insulin for cold saturation. The IVGTT showed no differences among bitches during the estrous cycle regarding baseline glycemia or glycemic response after glucose infusion. Two insulin binding sites - high-affinity and low-affinity ones - were detected by Scatchard analysis, and significant statistical differences were observed in the dissociation constant (Kd1) and maximum binding capacity (Bmax1) of the high-affinity binding sites. The Kd1 for the anestrus group (6.54±2.77nM/mg of protein) was smaller (P<0.001) than for the estrus (28.54±6.94nM/mg of protein) and diestrus (15.56±3.88nM/mg of protein) groups. Bmax1 in the estrus (0.83±0.42nM/mg of protein) and diestrus (1.24±0.24nM/mg of protein) groups were also higher (P<0.001) than the values observed in anestrus (0.35±0.06nM/mg of protein). These results indicate modulation of insulin binding characteristics during different phases of the estrous cycle in dogs, showing that muscle insulin binding affinity for its receptor is reduced during estrus and diestrus. However, this poor hormone-receptor affinity is compensated for by a greater total binding capacity, once there is no difference in patients' glycemic response after an intravenous glucose load.(AU)

As flutuações hormonais durante as diferentes fases do ciclo estral são uma causa importante de resistência insulínica em fêmeas caninas, e poucas informações são conhecidas sobre defeitos na ligação da insulina ao seu receptor, ou defeitos pós-receptor associados com resistência à insulina em cães. Para avaliar as características da ligação insulina-receptor no tecido muscular de cadelas durante o ciclo estral, dezessete pacientes foram utilizadas no estudo (seis em anestro, cinco em estro e seis em diestro). Um teste de tolerância à glicose intravenosa (IVGTT) foi realizado em todas as pacientes por meio da infusão de 1mL/kg de uma solução de glicose 50% (500mg/kg), com coletas de sangue para determinação de glicemia nos tempos 0, 3, 5, 7, 15, 30, 45 e 60 minutos da injeção de glicose. Amostras de tecido muscular foram coletadas durante ovariohisterectomia, imediatamente congeladas em nitrogênio líquido, e posteriormente armazenadas a -80°C até a preparação das membranas por meio de homogeneização e centrifugação sequencial. Para os experimentos de ligação hormônio-receptor, as membranas foram incubadas na presença de 20.000cpm de 125I-insulina humana, e concentrações crescentes de insulina regular humana não marcada para saturação fria. O IVGTT não mostrou diferenças entre as pacientes em diferentes fases do ciclo estral com relação a glicemia basal, ou na resposta glicêmica após infusão de glicose nos tempos estudados. Dois sítios de ligação da insulina, um de alta-afinidade, e outro de baixa afinidade, foram detectados pela análise de Scatchard, e diferenças significativas foram detectadas na constante de dissociação (Kd1) e capacidade de ligação máxima (Bmax1) dos sítios de ligação de alta-afinidade. O Kd1 para o grupo anestro (6,54±2,77nM/mg de proteína) foi menor (P<0,001) que os Kd1 dos grupos estro (28,54±6,94 nM/mg de proteína) e diestro (15,56±3,88nM/mg de proteína). Os Bmax1 dos grupos estro (0,83±0,42nM/mg de proteína) e diestro (1,24±0,24nM/mg de proteína) também foram maiores que os valores encontrados no grupo anestro (0,35±0,06nM/mg de proteína). Estes resultados demonstram uma modulação das características de ligação da insulina nas diferentes fases do ciclo estral em cães, evidenciando uma menor afinidade de ligação da insulina ao seu receptor no tecido muscular durante o estro e diestro. Contudo, esta menor afinidade de ligação hormônio-receptor é compensada por uma maior capacidade de ligação, o que fica também evidenciado pela ausência de diferenças na resposta glicêmica das pacientes após um desafio com glicose por via endovenosa.(AU)

Relação adiponectina/leptina como método para avaliação da sensibilidade insulínica / Adiponectin/leptin ratio as an evaluation method to insulin sensitivity

Nos últimos anos, ocorreram mudanças na compreensão da fisiopatologia de doenças que cursam com inflamação subclínica, entre elas a obesidade e o diabetes mellitus tipo 2, condições que têm como substrato comum a resistência insulínica. A avaliação da sensibilidade à insulina (SI) é realizada por métodos indiretos como o cálculo do índice HOMA-IR que apresenta boa correlação com o clamp euglicêmico hiperinsulinêmico, considerado padrão ouro. Recentemente, a relação entre adiponectina/leptina (A/L), citocinas envolvidas na fisiopatologia da síndrome metabólica, tem sido proposta como método para avaliação da SI. Revisamos estudos sobre a relação A/L para avaliação da SI e os dados mostraram que, comparada ao HOMA-IR, a relação A/L constitui um marcador confiável de SI em pacientes com diabetes mellitus tipo 2 e em não diabéticos. Estes achados permitem sugerir a relação A/L como método de avaliação da SI, mas necessitam de confirmação em estudos com maior número de indivíduos.

The knowledge of the pathophysiology of inflammatory diseases coursing with insulin resistance such as obesity and type 2 diabetes has changed. The assessment of insulin sensitivity (IS) is carried out through indirect methods such as the HOMA-IR which shows a good correlation with the euglycemic hyperinsulinemic clamp, the gold standard for IS. Recently, the ratio between adiponectin/leptin (A/L), cytokines involved in the pathophysiology of the metabolic syndrome, has been proposed as an alternative method for the assessment of the IS. In this paper the authors reviewed studies that examined the A/L ratio as a tool to estimate IS and the data showed that compared to HOMA-IR, the A/L ratio is a reliable marker for IS in obese patients with and without type 2 diabetes. These findings suggest that the ratio A/L could be used as an evaluation method to estimate IS but should be confirmed in studies with high number of individuals.

The role of testosterone in type 2 diabetes and metabolic syndrome in men: [review] / O papel da testosterona no diabetes melito tipo 2 e síndrome metabólica em homens: [revisão]

Over the last three decades, it has become apparent that testosterone plays a significant role in glucose homeostasis and lipid metabolism. The metabolic syndrome is a clustering of risk factors predisposing to diabetes mellitus type 2, atherosclerosis and cardiovascular morbidity and mortality. The main components of the syndrome are visceral obesity, insulin resistance, glucose intolerance, raised blood pressure and dyslipidemia (elevated triglycerides, low levels of high-density lipoprotein cholesterol), and a pro-inflammatory and thrombogenic state. Cross-sectional epidemiological studies have reported a direct correlation between plasma testosterone and insulin sensitivity, and low testosterone levels are associated with an increased risk of type 2 diabetes mellitus, dramatically illustrated by androgen deprivation in men with prostate carcinoma. Lower total testosterone and sex hormone-binding globulin (SHBG) predict a higher incidence of the metabolic syndrome. There is evidence that hypotestosteronemia should be an element in the definition of the metabolic syndrome since low levels of testosterone are associated with or predict the development of the metabolic syndrome and of diabetes mellitus. Administration of testosterone to hypogonadal men reverses part of the unfavorable risk profile for the development of diabetes and atherosclerosis. So far, studies on the effects of normalization of testosterone in hypogonadal men on glucose homeostasis are limited, but convincing, and if diabetes mellitus is viewed in the context of the metabolic syndrome, the present results of testosterone treatment are very encouraging.

Ao longo das últimas três décadas, tornou-se evidente que a testosterona desempenha um papel significativo na homeostase da glicose no metabolismo lipídico. A síndrome metabólica é um agrupamento de fatores de risco que predispõem ao diabetes melito tipo 2, aterosclerose e morbidade e mortalidade cardiovasculares. Os principais componentes da síndrome são: obesidade visceral, resistência insulínica, intolerância à glicose, hipertensão arterial e dislipidemia (triglicerídeos elevados, baixos níveis de HDL-colesterol), além de um estado pró-inflamatório e trombogênico. Estudos epidemiológicos transversais relataram uma correlação direta entre testosterona plasmática e sensibilidade à insulina, e níveis baixos de testosterona se associam com risco aumentado de diabetes tipo 2, ilustrado dramaticamente pela privação androgênica em homens com carcinoma de próstata. Baixos níveis de testosterona total e globulina transportadora de hormônios sexuais (SHBG) predizem maior incidência de síndrome metabólica. Existem agora evidências de que a hipotestosteronemia deveria ser um elemento na definição da síndrome metabólica, uma vez que baixos níveis de testosterona estão associados ou predizem o desenvolvimento de síndrome metabólica e de diabetes melito. A administração de testosterona a homens hipogonádicos reverte parte do perfil desfavorável de risco para o desenvolvimento de diabetes e aterosclerose. Até agora, os estudos relacionados aos efeitos da normalização da testosterona em homens hipogonádicos sobre a homeostase da glicose são limitados, mas convincentes e, se o diabetes melito for visto no contexto da síndrome metabólica, os resultados atuais do tratamento com testosterona são muito encorajadores.

Efeito do exercício físico na sensibilidade à insulina em mulheres obesas submetidas a programa de perda de peso: um ensaio clínico / Effects of exercise on insulin sensitivity in obese women submitted to a weight loss program: a clinical trial

O objetivo deste estudo foi de avaliar o efeito do exercício sobre a sensibilidade insulínica, metabolismo lipídico e perda de peso em mulheres submetidas a programa de redução ponderal. Realizou-se ensaio clínico com 40 mulheres obesas (IMC de 30,41 a 53,29 kg/m²), incluindo 20 em cada grupo. Ambos os grupos (intervenção e controle) receberam orientação nutricional e apoio psicológico. O grupo de intervenção também realizou três sessões semanais de exercícios físicos durante 20 semanas. As variáveis antropométricas foram medidas em três momentos. A análise através de medidas repetidas (modelo linear misto) mostrou redução de 2 kg peso corporal (p = 0,02) e de 0,88 kg/m² no índice de Massa Corporal (p = 0,02), ao final de 20 semanas, do grupo intervenção comparado ao controle. Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos para variáveis relativas à localização da gordura corporal (circunferência de cintura e relação cintura-quadril), perfil lipídico e sensibilidade insulínica medida pelo HOMA-IR. Os ácidos graxos livres apresentaram elevação no grupo intervenção comparado ao controle (diferença entre os grupos = 0,30 mmol/L; p = 0,002). A inclusão de exercícios no programa de redução do peso promoveu maior redução ponderal, aumentou os AGLs, mas não alterou a sensibilidade insulínica em mulheres obesas.

The aim of this study was to evaluate the effects of exercise on insulin sensitivity, lipid metabolism and weight loss in women submitted to a weight reduction program. The study consisted in a clinical trial including 40 obese women (BMI 30.41 to 53.29 kg/m²), 20 in each group. Both groups received nutritional counseling and psychological support. The intervention group participated in supervised exercise three times per week for 20 weeks. For the anthropometric measurements, which were taken at three times, the linear mixed modeling procedure showed a reduction of 2 kg in body mass (p = 0.02) and 0.88 kg/m² in the Body Mass Index (p = 0.02) in intervention group compared with controls after 20 weeks of treatment. We did not detect significant differences between the two groups for body fat location (waist circumference and waist-to-hip ratio), serum lipoprotein profile, and insulin sensitivity evaluated by HOMA-IR. Serum levels of free fatty acids significantly increased in the intervention group compared with controls (difference between groups = 0,30 mmol/L; p = 0,002). The addition of physical exercise in a weight reduction program promoted greater weight loss, increased free fatty acids, but did not alter insulin sensitivity in obese women.