RESUMO
Atualmente, está bem estabelecido que o ambiente fetal está ligado à saúde materna, e estímulos ou agressões anormais durante a vida intra-uterina podem resultar em mudanças na fisiologia e metabolismo da prole, aumentando o risco de doenças na vida adulta. Tal fenômeno é conhecido como programação fetal. Alterações na metilação do DNA e expressão gênica são consideradas mecanismos moleculares responsáveis por esta programação. Estudos anteriores demonstraram que a doença periodontal (DP) materna promove resistência insulínica, aumento nas concentrações plasmáticas de citocinas, redução do conteúdo de GLUT4 e do seu índice de translocação para membrana plasmática em sua prole adulta. E citocinas, como por exemplo, o TNF-α, têm sido relacionadas com a redução da expressão de GLUT4 por meio da ativação do fator de transcrição nuclear κappa B (NF-κB). Além disso, esta citocina pode estimular algumas serinas quinases, incluindo IκB quinase (IKK), c-Jun amino-terminal kinase (JNK) e quinases reguladas por sinais extracelulares (ERKs) que estão envolvidas na resistência insulínica. Tais achados evidenciam a necessidade de realizar mais estudos para verificar os mecanismos envolvidos nestas alterações. Portanto, os objetivos do presente estudo foram avaliar em ratos adultos, proles de ratas com DP: 1) massa corpórea ao longo de 75 dias de idade; 2) glicemia e insulinemia; 3) expressão do RNAm da proteína transportadora de glicose GLUT4 e do IRS1 em muscular esquelético gastrocnêmio (MG); 4) o grau de metilação do DNA na região promotora do gene do GLUT4 em MG; 5) fosforilação das proteínas JNK, IKKα/ß, ERK 1/2, NF-κBp65 e NF-κBp50 e seus conteúdos totais em MG; 6) conteúdo total de TNF-α em MG. As ratas foram divididas em dois grupos: 1) com doença periodontal (DP), no qual esta doença foi induzida por meio de ligadura com fio de seda ao redor do 1º molar inferior; 2) ratas controle (CN). Após 7 dias da colocação da ligadura, as ratas de ambos os grupos foram colocadas para acasalamento, verificou-se diariamente, por esfregaço vaginal, o dia da copulação. As ratas prenhas foram separadas em caixas individuais. Quando os filhotes machos destas ratas completaram 75 dias, realizaram-se os experimentos: 1) glicemia e insulinemia; 2) expressão do RNAm do GLUT4 e do IRS1 em MG; 3) o grau de metilação do DNA na região promotora do gene do GLUT4 em MG; 4) fosforilação das proteínas JNK, IKKα/ß, ERK 1/2, NF-κBp65 e NF-κBp50 e seus conteúdos totais em MG; 5) conteúdo total de TNF-α em MG. Os resultados demonstraram que a doença periodontal materna promove na sua prole adulta baixo peso ao nascimento (BPN), resistência insulínica, aumento do conteúdo total de TNF-α em MG, aumento do grau de fosforilação de IKKα/ß, ERK 1/2, NF-κBp65 (grau de fosforilação e conteúdo) e NF-κBp50 em MG, diminuição na expressão gênica da proteína transportadora de glicose GLUT4 e aumento na expressão gênica do IRS1; porém não promove nessa prole alteração no grau de metilação do DNA na região promotora do gene do GLUT4, e no grau de fosforilação da proteína JNK em MG. Portanto, este estudo é de fundamental importância para o entendimento de alguns dos mecanismos envolvidos na relação entre a doença periodontal materna e resistência à insulina na prole adulta. Além disso, mostra que a saúde bucal materna ideal pode ajudar a prevenir doenças futuras na prole adulta(AU)
It is well established that the fetal environment is linked to maternal health, and abnormal stimuli or aggressions during intrauterine life can result in changes in the physiology and metabolism of offspring, increasing the risk of disease in adult life, this phenomenon is known as fetal programming. Changes in DNA methylation and gene expression are considered molecular mechanisms responsible for this programming. Previous studies have demonstrated that maternal periodontal disease (PD) promotes insulin resistance, increased plasma concentrations of cytokines, reduced GLUT4 content and its plasma membrane translocation index in its adult offspring. And cytokines, such as TNF-α, have been linked to reduced GLUT4 expression through the activation of nuclear transcription factor kappa B (NF-κB). In addition, this cytokine can stimulate some serine kinases including IκB kinase (IKK), c-Jun amino-terminal kinase (JNK) and extracellular signalregulated kinases (ERKs) that are involved in insulin resistance. These findings evidenced the need for further studies to verify the mechanisms involved in these changes. Therefore, the objectives of the present study were to evaluate in adult rats, offspring of rats with PD: 1) birth weight and during the 75 days of age; 2) glycemia and insulinemia; 3) GLUT4 and IRS1 mRNA expression in skeletal muscle gastrocnemius (MG); 4) the degree of DNA methylation in the promoter region of the GLUT4 gene in MG; 5) phosphorylation of JNK, IKKα/ß, ERK 1/2, NF-κBp65 and NF-κBp50 proteins and their total contents in MG; 6) TNF-α content in MG. Female Wistar rats were distributed into a control group and an experimental periodontal disease group, in which the disease is induced by ligation with silk thread around the 1st molar. Seven days after ligature placement, animals from both groups mated and daily vaginal smears were taken to verify the presence of sperm. Pregnant rats were kept in individual cages. The body weights of the offspring were measured once weekly from birth until 75 days of age. When male offspring of these rats completed 75 days, the experiments were performed: 1) glycemia and insulinemia; 2) GLUT4 and IRS1 mRNA expression in skeletal muscle gastrocnemius (MG); 3) the degree of DNA methylation in the promoter region of the GLUT4 gene in MG; 4) phosphorylation of JNK, IKKα/ß, ERK 1/2, NF-κBp65 and NF-κBp50 proteins and their total contents in MG; 5) TNF-α content in MG. The results demonstrated that maternal periodontal disease promotes in its adult offspring low birth weight (LBW), insulin resistance, increased TNF-α content in MG, increased IKKα/ß, ERK 1/2, NF-κBp65 (phosphorylation status and content) and NF-κBp50 phosphorylation status in the MG, decrease in gene expression of GLUT4 and increase in IRS1 gene expression; but does not promote in this progeny change in the degree of DNA methylation in the promoter region of the GLUT4 gene, and JNK phosphorylation status in MG. Therefore, this study is of fundamental importance for the understanding of some of the mechanisms involved in the relationship between maternal periodontal disease and insulin resistance in adult offspring. In addition, it shows that ideal maternal oral health can help prevent future illnesses in adult offspring(AU)
Assuntos
Animais , Ratos , Doenças Periodontais , Proteínas Quinases , Resistência à Insulina , Fator de Necrose Tumoral alfa , Transportador de Glucose Tipo 4 , Saúde Bucal , Ratos Wistar , Epigenômica , InflamaçãoRESUMO
Abstract Pregnancy is a period involving important metabolic changes that enable the maintenance of the mother's health and development of the fetus. This study aimed to assess the relationship among periodontal disease, insulin resistance, salivary cortisol concentration and level of perceived stress in pregnant women. This was a cross-sectional study. The sample comprised 96 pregnant women between the fifth and seventh month of pregnancy registered at the Basic Health Units of the Unified Health System (SUS). The periodontal condition was assessed after obtainment free and informed consent from the participants. Participants were divided into three groups: control subjects with a healthy periodontal condition (CN; n=46), patients with gingivitis (GI; n=26), and patients with periodontitis (PI; n=24). Saliva and blood samples were collected for evaluation of salivary cortisol concentration, glycemia, insulinemia and Homeostasis Model Assessment-Insulin Resistance index. A validated survey for the assessment of perceived stress levels was also performed. PI group showed significantly higher (p<0.05) blood glucose levels (CN: 4.43±0.05; GI: 4.46±0.04; PI: 4.68±0.08), insulinemy (CN: 6.93±0.45; GI: 8.87±0.79; PI: 12.77±1.30), insulin resistance (CN: 1.40±0.10; GI: 1.81±0.18; PI: 2.66±0.29) compared with the CN and GI groups. The levels of perceived stress were higher (p<0.05) in PI and GI groups when compared to CN group (CN: 20.5±1.26; GI: 25.8±1.95; PI: 26.6±1.36). There was no significant difference in the concentration of salivary cortisol between the groups (CN: 11.13±0.58; GI: 11.96±0.74; PI: 11.47±0.74). It was concluded that there is a relationship between higher levels of perceived stress, insulin resistance and the occurrence of periodontal disease during pregnancy. This study emphasizes the importance of preventing periodontitis in order to avoid insulin resistance and stress during pregnancy since these can cause systemic complications for the mother and the fetus.
Resumo A gravidez é um período que envolve alterações metabólicas importantes que permitem a manutenção da saúde e desenvolvimento fetal e materno. Este estudo teve como objetivo avaliar a relação entre doença periodontal, resistência à insulina, concentração de cortisol salivar e nível de estresse percebido em gestantes. Trata-se de um estudo transversal. A amostra foi composta por 96 gestantes entre o quinto e sétimo mês, registradas em Unidades Básicas de Saúde do Sistema Único de Saúde. A condição periodontal foi avaliada após a obtenção do consentimento livre e esclarecido das participantes. As participantes foram divididas em três grupos: pacientes controle com condição periodontal saudável (CN; n=46), com gengivite (GI; n=26) e com periodontite (PI; n=24). As amostras salivares e sanguíneas foram coletadas para avaliação da concentração salivar de cortisol, glicemia, insulinemia e índice HOMA-IR. Foi aplicado um questionário validado para verificação dos níveis de estresse percebido. Grupo PI apresentou níveis significativamente mais elevados (p<0,05) de glicose no sangue (CN: 4,43±0,05; GI: 4,46±0,04; PI: 4,68±0,08), insulinemia (CN: 6,93±0,45; GI: 8,87±0,79; PI: 12,77±1,30), resistência à insulina (CN: 1,40±0,10; GI: 1,81±0,18; PI: 2,66±0,29) em comparação com os grupos CN e GI. Os níveis de estresse percebido foram maiores (p<0,05) nos grupos PI e GI quando comparados ao grupo CN (CN: 20,5±1,26; GI: 25,8±1,95; PI: 26,6±1,36). Não houve diferença significativa na concentração de cortisol salivar entre os grupos (CN: 11,13±0,58; GI: 11,96±0,74; PI: 11,47±0,74). Concluiu-se que há uma relação entre os níveis mais elevados de estresse percebido, resistência à insulina e ocorrência da doença periodontal durante a gravidez. Este estudo enfatiza a importância de prevenir a periodontite, a fim de evitar a resistência à insulina e estresse durante a gravidez, uma vez que estes podem causar complicações sistêmicas para a mãe e para o feto.
Assuntos
Humanos , Feminino , Gravidez , Hidrocortisona/metabolismo , Resistência à Insulina , Doenças Periodontais/complicações , Saliva/metabolismo , Estresse PsicológicoRESUMO
A hipótese da programação fetal sugere que estímulos ou agressões durante a vida intrauterina podem resultar em alterações permanentes na fisiologia e metabolismo da descendência, aumentando o risco de doenças na vida adulta. Estudos demonstraram que tanto a doença periodontal (DP) como o aumento do tecido adiposo elevam a concentração plasmáticas de citocinas. E citocinas, como por exemplo, o TNF-, têm sido relacionadas com a redução da expressão de GLUT4 e resistência à insulina. Sabendo que o GLUT4 é importante para homeostase glicídica, o objetivo do presente estudo foi avaliar em ratos, proles de ratas com doença periodontal ao nascimento, a massa corpórea, e na vida adulta: 1) massa corpórea ao longo de 75 dias de idade; 2) o conteúdo da proteína transportadora de glicose GLUT4 e o seu índice de translocação em tecido muscular esquelético gastrocnêmio (MG); 3) o grau de fosforilação em serina da Akt em MG. As ratas foram distribuidas em dois grupos: a) com doença periodontal (DP), no qual esta doença foi induzida por meio de ligadura com fio de seda ao redor do 1º molar inferior de ambos os lados; b) ratas controle (CN). Após 7 dias da colocação da ligadura, as ratas de ambos os grupos foram colocadas para acasalamento, verificou-se diariamente, por esfregaço vaginal, o dia da copulação. As ratas prenhas foram separadas em caixas individuais. A massa corpórea da prole foi avaliada ao nascimento e durante os 75 dias de idade. Quando os filhotes machos destas ratas completaram 75 dias, realizou-se: 1) dosagem de glicemia e insulinemia; 2) avaliação da proteína transportadora de glicose GLUT4 e seu índice de translocação em MG; 3) avaliação do grau de fosforilação em serina da Akt em MG. Os resultados demonstraram que a doença periodontal materna promove em sua prole ao nascimento baixo peso e na vida adulta: 1) nenhuma alteração nas concentrações plasmáticas de glicose; 2) aumento nas concentrações plasmáticas de insulina; 3) redução na sensibilidade..
The fetal programming hypothesis suggests that intrauterine stimuli or aggression can induce metabolic and physiology changes in offspring, increasing the diseases risk in adulthood. Studies have demonstrated that periodontal disease (PD) and adipose tissue augmentation enhance the cytokines levels. Cytokines such as TNF-α have been associated with reduced GLUT4 expression and insulin resistance. Knowing that GLUT4 is important for glucose homeostasis, the aim of present study was to evaluate in adult rats, offspring of rats with periodontal disease: 1) birth weight and during the 75 days of age; 2) GLUT4 content and its translocation index in gastrocnemius skeletal muscle tissue (GM); 3) Akt serine phosphorylation status in MG. Female Wistar rats were distributed into a control group (CN, n = 4) and a experimental periodontal disease group (PD, n = 4), in which the disease is induced by ligation with silk thread around the 1st molar. Seven days after ligature placement, animals from both groups mated and daily vaginal smears were taken to verify the presence of sperm. Pregnant rats were kept in individual cages. The body weights of the offspring were measured once weekly from birth until 75 days of age. When male offspring of these rats completed 75 days, the experiments were performed: 1) assessment of plasma concentrations of glucose and insulin; 2) evaluation of the GLUT4 content and its translocation index in GM; 3) Akt serine phosphorylation status in GM. The results showed that maternal periodontal disease causes in their offspring low birth weight, and in adulthood: 1) no changes in glycemia; 2) increase in insulinemia; 3) insulin resistance; 4) decrease in GLUT4 content in the plasma membrane and its translocation index in GM; 5) reduction in the Akt serine phosphorylation status in GM. Therefore, we can conclude that maternal periodontal disease causes low birth weight and alterations in the final stage of insulin signaling in skeletal muscle of...