Efeitos da suplementação crônica com leucina sobre parâmetros metabólicos associados à adiposidade do tecido adiposo branco em ratos com diabetes induzido por estreptozotocina no período neonatal / Effects of chronic supplementation with leucine on metabolic parameters associated with the adiposity of white adipose tissue in rats with diabetes streptozotocin-induced in the neonatal period

A hiperglicemia crônica no diabetes está relacionada com distúrbios nas vias de sinalização da insulina e do mTOR, e com o desbalanço na secreção de adipocinas pelo tecido adiposo branco (TAB). Em longo prazo, esta disfunção metabólica pode causar uma perda severa de massa adiposa, o que agrava a resistência à insulina (RI). Estudos têm destacado o potencial efeito da suplementação com leucina no tratamento de doenças metabólicas como o diabetes tipo 2 e obesidade. No entanto, os efeitos da leucina sobre a homeostase glicêmica e a sensibilidade à insulina em doenças em que ocorre perda severa de gordura ainda necessitam melhores esclarecimentos. Portanto, foi investigado se a suplementação crônica com leucina pode afetar a adiposidade de ratos diabéticos com perda intensa de TAB, e melhorar a RI e outras desordens metabólicas relacionadas com TAB. Ratos recém-desmamados foram distribuídos em 3 grupos: i) Grupo controle (C) - não diabético e recebiam ração controle; ii) Grupo diabetes (D) - diabético e recebiam ração controle; iii) Grupo diabetes Leucina (DL) - diabético e recebiam ração suplementada com 5% de L-leucina. Após 8 semanas, foram analisados: glicemia e insulinemia de jejum, HOMAIR, citocinas pro- e anti-inflamatórias no soro e tecido adiposo branco, expressão de proteínas (mTOR, p-MTOR, p70S6K1, p-p70S6K1, PPARγ, C/EBPα, ACC1, FAS, AKT, p-AKT) nos tecidos adiposos subcutâneo (SC) e retroperitoneal (RP), bem como a expressão de RNAm da adiponectina e leptina no TAB. In vivo, foram realizados testes de tolerância oral à glicose (OGTT) e de sensibilidade à insulina (ITT), glicemia pós prandial e consumo de ração. O tratamento crônico com leucina reverteu a perda de massa adiposa dos coxins subcutâneo e viscerais neste modelo experimental, o que pode ser explicado pelo aumento da expressão da p-p70S6K1, PPARγ, ACC1 e FAS, proteínas que estimulam a adipogênese e lipogênese de novo nos adipócitos. Além disso, houve um aumento da expressão de AKT total no coxim SC no grupo DL, mas não foi alterada no coxim RP, indicando que a leucina também pode melhorar a resistência à insulina por ativar a AKT, que é considerada enzima limitante da cascata de fosforilação da insulina. Por outro lado, a leucina melhorou o perfil de adipocinas secretadas pelo coxim RP, pois aumentou a secreção de adiponectina e IL-10. Estas citocinas, direta ou indiretamente, reduzem a RI em tecidos como fígado, TAB e músculo esquelético. Isto sugere que a ação da leucina sobre a sensibilidade à insulina no coxim subcutâneo parece estar mais relacionada com a recuperação da via de sinalização da insulina, ao passo que, no coxim RP está indiretamente relacionada com a melhora do perfil de adipocinas secretadas por este tecido. Estes dados corroboram com os resultados de HOMAIR, glicemia de jejum e pós prandial, OGTT e ITT, nos quais foi observada uma significativa melhora do quadro de intolerância à glicose e resistência à insulina em ratos diabéticos tratados com leucina. Em conclusão, a suplementação crônica com leucina aumentou a adiposidade corporal em ratos diabéticos induzido por estreptozotocina no período neonatal, o que foi relacionado com a melhora da intolerância à glicose e da resistência à insulina. Isto demonstra que a recuperação trófica do tecido adiposo branco é fundamental para a melhora dos distúrbios metabólicos relacionados ao metabolismo da glicose neste modelo experimental

The chronic hyperglycemia in diabetes is associated with disturbances in insulin and in mTOR pathways, and changes in adipokine secretion in white adipose tissue (WAT). Long-term, this metabolic dysfunction can cause a severe loss of fat mass, which increases insulin resistance (IR). Studies have highlighted the effect of leucine supplementation in treatment of metabolic diseases as type 2 diabetes and obesity. However, the effects of leucine on glucose homeostasis and insulin sensitivity in diseases with intense fat loss remain unknown. Therefore, was investigated whether chronic leucine supplementation can affect the adiposity of diabetic rats with severe adipose tissue loss, and to improve the IR and other metabolic disorders associated with WAT. After weaning, rats were distributed in 3 groups: i) control group (C) - no diabetic and received control chow ; ii) diabetes group (D) - diabetic and received control chow; iii) Leucine Diabetes Group (DL) - diabetic and received diet supplemented with 5% L-leucine. After 8 weeks, were analyzed: fasting glycaemia and insulin, HOMA>IR, antiinflammatory and proinflammatory cytokines in serum and in WAT, protein expression of mTOR, p-MTOR, p70S6K1, p-p70S6K1, PPARγ, C/EBPα, ACC1, FAS, AKT, p-AKT in subcutaneous (SC) and retroperitoneal adipose tissue, as well as the RNAm expression of adiponectin and leptin in WAT. In vivo, were realized oral glucose tolerance test (OGTT) and insulin sensitivity test (ITT), postprandial glycaemia and chow ingestion. O chronic treatment with leucine recovered the adipose mass in subcutaneous and visceral fat pad in this experimental model, this was explicated by increase of protein expression of p-p70S6K1, PPARγ, ACC1 and FAS that stimulate the adipogenesis and de novo lipogenesis in adipocytes. Moreover, had an increase of protein expression of total AkT in subcutaneous fat pad in group DL, but don't change in RP fat pad, indicating that the leucine can to activate the AKT, which is limiting enzyme of phosphorylation cascade of insulin, and improve the insulin resistance. On the other hand, leucine improved the profile of adipokines secreted in RP fat pad, because increased the secretion of adiponectin and IL-10. This cytokines reduced the insulin resistance in tissues as liver, WAT and skeletal muscle. This suggest that action of leucine on insulin sensitivity in subcutaneous fat pad is more related to recovery of insulin signaling, and in RP fat pad is indirectly related to improve of profile of adipokines secretion in this tissue. This data corroborates with results of HOMAIR, postprandial and fasting glycaemia, OGTT and ITT, which showed significant improve of glucose intolerance and insulin resistance in diabetic rats treated with leucine. In conclusion, the chronic leucine supplementation increased adiposity in streptozotocin-induced diabetic rats in neonatal period, which was related to improve of glucose intolerance and insulin resistance. This show that trophic recovery of white adipose tissue is important for improve of metabolic disturbances related to glucose metabolism in this experimental model

Efeito do treinamento de força e suplementação da dieta com leucina no tecido adiposo de ratos com diabetes mellitus tipo 1 / Effect of resistance training and diet supplementation with leucine in the adipose tissue of type 1 diabetic rats

A diabetes mellitus (DM) é considerada uma das principais epidemias mundiais deste século, sendo responsável direta ou indiretamente pelo óbito de 123 mil diabéticos no Brasil em 2010. Na diabetes mellitus do tipo 1 (DM1), que corresponde a 5-10% dos casos, há ausência ou um relativo déficit de insulina circulante, acarretando aumento na glicemia e em produtos glicosilados, que por sua vez, podem estar relacionados à perda de visão e doenças cardiovasculares. Além disso, a marcante perda de tecido adiposo verificada na DM1 também pode acarretar hipercolesterolemia e esteatose hepática, além de possivelmente contribuir para a inflamação crônica característica da doença. Neste contexto, o objetivo principal do presente estudo foi examinar o efeito do treinamento de força e suplementação da dieta com leucina no tecido adiposo de ratos portadores de diabetes mellitus tipo 1. Para a realização do estudo, ratos Wistar machos foram aleatoriamente distribuídos em quatros grupos: i) Grupo DA (controle) (n=8) - sem treinamento (sedentário) e suplementado com uma mistura de aminoácidos não-essenciais (água ad libitum); ii) Grupo DL (n=8) - sem treinamento (sedentário) e suplementado com leucina (água ad libitum); iii) Grupo DTA (n=8) - com treinamento de força e suplementado com uma mistura de aminoácidos não-essenciais (água ad libitum); iv) Grupo DTL (n = 8) - com treinamento de força e suplementado com leucina (água ad libitum). Após 12 semanas de intervenção, os animais foram eutanasiados. Foram avaliados os seguintes parâmetros: lactato, tolerância à glicose, sensibilidade à insulina, consumo semanal de ração e água, evolução semanal do peso total dos animais, peso total do tecido adiposo e dos diferentes coxins; no soro: triacilglicerol (TAG), lipoproteína de alta densidade (HDL), colesterol total, TNF-α, IL-6, IL-10, IL-1ß, leptina, adiponectina e insulina; no tecido adiposo retroperitoneal: expressão gênica de mTOR, Akt, 4E-BP, eif4E, p70s6k, PPARy, LPL, leptina, adiponectina e CEBP-α; concentração total de TNF-α, IL-6, IL-10, e IL-1ß. A tolerância à glicose, o consumo de ração e água, a concentração total do TAB e do TARP, assim como a expressão gênica de mTOR, 4E-BP1, eif4E, p70S6k, PPARγ e CEBP-α encontraram-se melhorados nos grupos DL, DTA e DTL em comparação ao grupo DA; e as concentrações de HDL, colesterol total, IL-10 e adiponectina no soro, bem como a expressão gênica de adiponectina e a concentração total de IL-10 no TARP apresentaram-se aumentadas somente nos grupos DTA e DTL quando comparados ao grupo DA. Como conclusão, ambas intervenções foram capazes de atenuar as alterações fisiológicas verificadas na DM1, dentre eles as perdas excessivas do TAB. No entanto, por servir de estímulo para uma maior síntese de citocinas e hormônios antiinflamatórios por parte TAB, o treinamento de força foi o principal responsável pela redução da inflamação sistêmica dos animais

Diabetes mellitus (DM) is considered one of the most important world epidemics of this century, being responsible directly or indirectly for the death of 123000 diabetics in Brazil in 2010. In type 1 diabetes (DM1), which corresponds to 5-10% of cases, there is absence or relative deficit of circulating insulin, leading to an increased glycemia and glycosilated products, which might be related to loss of vision and cardiovascular diseases. Furthermore, the marked loss of white adipose tissue (WAT) associated with DM1 might induce liver steatosis and hypercholesterolemia, besides possibly contributing to an increased chronic systemic inflammation. In this context, the main objective of the present study was examine the effect of resistance training and supplementation with leucine in the adipose tissue of type 1 diabetic rats. To conduct this study, Wistar male rats were randomly distributed in 4 groups: i) DA group (control of the experiment) (n=8) - without RT and supplemented with a mixture containing non-essential amino acids (water ad libitum); ii) DL group - without RT and supplemented with leucine (water ad libitum); iii) DTA group (n=8) - with RT and supplemented with a mixture containing non-essential amino acids (water ad libitum); iv) DTL group - with RT and supplemented with leucine (water ad libitum). After 12 weeks of intervention, animals were euthanized. The following parameters were analyzed: blood lactate, glucose tolerance, insulin sensitivity, weekly consumption of chow and water, evolution of total weight, WAT total weight and depots; concentration of triacylglycerol, high density lipoprotein, total cholesterol, TNF-α, IL-6, IL-10, IL-1ß, adiponectin, leptin and insulin in the serum; gene expression of mTOR, 4E-BP1, eif4E, p70S6k, PPARγ, CEBP-α, LPL, leptin and adiponectin; in addition to the concentration of TNF-α, IL-6, IL-10, and IL- 1ß in the retroperitoneal adipose tissue. Glucose tolerance, weekly consumption of chow and water, WAT and RPAT total weight, such as gene expression of mTOR, Akt, 4E-BP1, eif4E, p70S6k, PPARγ and CEBP-α were improved in DL, DTA and DTL groups in comparison with DA group; and the concentrations of HDL, total cholesterol, IL-10 and adiponectin in the serum, as well as gene expression of adiponectin and total concentration of IL-10 in the serum were increased only in DTA and DTL groups when compared to DA group. In conclusion, both interventions were capable of improving some DM1 physiological alterations, including the excessive loss of WAT. However, because resistance training stimulates an increased synthesis of antiinflammatory cytokines and hormones by WAT, this intervention might be the main responsible by the reduction of systemic inflammation of the animals

Metabolism and secretory function of white adipose tissue: effect of dietary fat

Approximately 40 percent of the total energy consumed by western populations is represented by lipids, most of them being ingested as triacylglycerols and phospholipids. The focus of this review is to analyze the effect of the type of dietary fat on white adipose tissue metabolism and secretory function, particularly on haptoglobin, TNF-α, plasminogen activator inhibitor-1 and adiponectin secretion. Previous studies have demonstrated that the duration of the exposure to the high-fat feeding, amount of fatty acid present in the diet and the type of fatty acid may or may not have a significant effect on adipose tissue metabolism. However, the long-term or short-term high fat diets, especially rich in saturated fatty acids, probably by activation of toll-like receptors, stimulated the expression of proinflammatory adipokines and inhibited adiponectin expression. Further studies are needed to investigate the cellular mechanisms by which dietary fatty acids affect white adipose tissue metabolism and secretory functions.

Aproximadamente 40 por cento do total de energia consumida pela população ocidental é representada pelos lipídios, a maioria dela sendo ingerida na forma de triglicerídeos e fosfolipídios. O foco desta revisão foi analisar o efeito dos tipos de gordura da dieta sobre o metabolismo e função secretora do tecido adiposo branco, principalmente, sobre a secreção de haptoglobina, TNF-α, inibidor do ativador de plasminogênio-1 e adiponectina. Estudos prévios demonstraram que durante a exposição de dietas hiperlipídicas, a quantidade e o tipo de ácidos graxos presentes na dieta podem ou não ter um efeito significante sobre o metabolismo do tecido adiposo. Entretanto, o tratamento a curto ou longo prazo com dieta hiperlipídica, especialmente rica em ácidos graxos saturados, provavelmente por ativar receptores toll-like, estimula a expressão de adipocinas pró-inflamatórias e inibe a expressão de adiponectina. Estudos adicionais são necessários para investigar os mecanismos celulares pelos quais os ácidos graxos da dieta afetam a função secretória e metabólica do tecido adiposo branco.