Estudo dos mecanismos envolvidos no desenvolvimento de resistência à insulina em ratos com lesão periapical / Study of the mechanisms involved in the development of insulin resistance in rats with periapical lesion

Nos últimos anos, a relação entre infecções orais e desordens sistêmicas tem se consolidado como área de grande interesse na comunidade cientifica médica e odontológica. A lesão periapical (LP) é caracterizada como uma inflamação oral e está associada ao aumento da quantidade de citocinas pró-inflamatórias que possivelmente induzem resistência insulínica (RI). A RI é definida como a incapacidade dos tecidos periféricos em responder adequadamente às concentrações fisiológicas deste hormônio, no entanto, os mecanismos que causam RI não são totalmente compreendidos. Estudos anteriores do nosso laboratório observaram que a LP promove aumento das concentrações plasmáticas de TNF-α, prejuízos na transdução do sinal insulínico e redução do conteúdo de GLUT4 na membrana plasmática em tecido muscular esquelético, indicando uma relação entre LP e RI. Tais achados evidenciam a necessidade de realizar mais estudos para verificar os mecanismos envolvidos nestas alterações. O presente estudo, conduzido em ratos com LP, teve como objetivos: 1) calcular o índice HOMA-IR a partir dos concentrações plasmáticas de glicose e insulina 2) avaliar conteúdo total das proteínas inflamatórias (JNK, IKKα/ e TNF-) no músculo gastrocnêmio (MG) e o grau de fosforilação de JNK e IKKα/ no mesmo tecido; 3) verificar a presença de macrófagos infiltrados por meio da detecção da proteína F4/80 em MG; 4) quantificar a expressão de fatores de transcrição envolvidos com a diferenciação de linfócitos no baço (T-bet, GATA3 e FOXP3); 5) analisar as concentrações plasmáticas de LPS, HSP70, INF, IL-4, TGF- . Para tanto, foram utilizados 45 ratos Wistar (2 meses de idade) distribuídos em três grupos: a) ratos do grupo controle, sem a LP (CN); b) ratos com LP induzida em primeiro molar superior direito (apenas uma lesão) (1LP); c) ratos com LP induzida em primeiros e segundos molares superiores e inferiores do lado direito (total de quatro lesões) (4LP). A LP foi induzida empregando-se broca em aço carbono dotada de esfera na extremidade com 0,1 mm. A análise estatística foi realizada por análise de variância (ANOVA), seguida pelo teste de Tukey. O nível de significância adotado foi de 5% (alfa=5%). Os resultados demonstraram uma redução na sensibilidade à insulina e um aumento do conteúdo de macrófagos ao redor das fibras musculares nos grupos LP. O grau de fosforilação de JNK e IKKα/ no MG também foi maior nos grupos LP em relação ao grupo CN. Não foi observada diferença entre os grupos no conteúdo de TNF- no MG. A expressão gênica de T-bet foi elevada nos grupos LP enquanto que a expressão de FOXP3 monstrou-se reduzida. A expressão de GATA3 foi reduzida no grupo 1LP e elevada no grupo 4LP. Em relação às alterações sistêmicas, foi observado um aumento de LPS, HSP70 e INF-γ nos grupos LP e redução de IL-4 nos mesmos grupos quando comparados ao CN. Nenhuma diferença foi observada entre os grupos em relação ao TGF-ß. Baseados nos resultados do presente estudo, podemos inferir que tanto a imunidade inata como a imunidade adaptativa podem contribuir para a RI observada em ratos com LP. Dentre os possíveis mecanismos responsáveis por essas alterações destaca-se o recrutamento de macrófagos, ativação de vias inflamatórias no tecido muscular e uma modulação da expressão gênica de linfócitos no baço(AU)

In the last few years, the relationship between oral infections and systemic disorders has been consolidated as an issue of great interest in the medical and dental scientific community. The periapical lesion (PL) is characterized as an oral inflammation and is associated with an increase in the levels of pro-inflammatory cytokines that possibly induce insulin resistance (IR). IR is defined as the inability of peripheral tissues to respond adequately to the physiological concentrations of this hormone, however, mechanisms that cause IR are not fully understood. Previous studies performed by our laboratory have found that PL promotes an increase in plasma TNF-α concentrations, impairment of insulin signal transduction, and reduction of plasma membrane GLUT4 content in skeletal muscle tissue, indicating a relationship between PL and IR. These findings highlight the need for further studies to verify the mechanisms involved in these changes. The present study was conducted in rats with PL and aimed: 1) to calculate the HOMA-IR index from the plasma glucose and insulin levels 2) to evaluate the total content of the inflammatory proteins (JNK, IKKα/ß and TNF-α) in the gastrocnemius muscle (GM) and the JNK and IKKα/ß phosphorylation status in the same tissue; 3) to verify the presence of infiltrated macrophages by F4/80 protein detection of in GM; 4) to quantify the expression of transcription factors involved in the lymphocytes differentiation into spleen (T-bet, GATA3 and FOXP3); 5) to analyze the plasma concentrations of LPS, HSP70, INF-γ, IL-4, TGF-ß. For this purpose, 45 Wistar rats (2 months of age) were distributed in three groups: a) control rats without PL (CN); b) rats with PL induced in the upper right first molar (only one lesion) (1PL); c) rats with PL induced in the first and second upper and lower right molars (total of four lesions) (4PL). PL was induced using a surgical round bur 0.1 mm diameter. Statistical analysis was performed by analysis of variance (ANOVA) followed by the Tukey test. The adopted level of significance was 5% (alpha = 5%). The results demonstrated a reduction in insulin sensitivity and an increase in the macrophages content around the muscle fibers in the PL groups. The JNK and IKKα/ß phosphorylation status in GM was also higher in the PL groups than in the CN group. No difference was observed among groups in TNF-α content in GM. The T-bet gene expression was elevated in the PL groups while the FOXP3 expression was reduced. GATA3 expression was reduced in the 1PL group and elevated in the 4PL group. In relation to the systemic alterations, an increase of LPS, HSP70 and INF-γ and a reduction of IL-4 were observed in the PL groups compared to the CN group. No difference was observed among groups in TGFß concentrations. Based on the results of the present study, we can suggest that both innate and adaptive immunity may contribute to the IR observed in rats with PL. Among the possible mechanisms responsible for these changes are the macrophages recruitment, inflammatory pathways activation in muscle tissue and a modulation of the gene expression of lymphocytes in the spleen(AU)

Relationship among Periodontal Disease, Insulin Resistance, Salivary Cortisol, and Stress Levels during Pregnancy

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.

Avaliação da fosforilação da Akt e do conteúdo da proteína transportadora de glicose GLUT4 em músculo esquelético de ratos adultos com lesão periapical / Evaluation of phosphorylation of akt and content of glucose transporter protein glut4 in skeletal muscle of rats with periapical lesion

Atualmente, há certo consenso dentro da área odontológica relacionado ao fato de que inflamações crônicas nos dentes, podem eventualmente ocasionar desordens sistêmicas. A Lesão Periapical (LP) é caracterizada como uma inflamação oral e está associada ao aumento da quantidade de citocinas pró-inflamatórias, tais como, IL-6 e TNF-α, que possivelmente induzem resistência insulínica. A resistência à insulina pode ser definida como o estado no qual existe uma menor captação tecidual de glicose em resposta ao estímulo insulínico; no entanto, os mecanismos que causam resistência à insulina não são totalmente compreendidos. Estudos anteriores do nosso laboratório demonstraram que ratos adultos com LP apresentam alterações na etapa inicial da via do sinal insulínico e menor sensibilidade à insulina. Baseado nisto, mais estudos são necessários para verificar se estas alterações também estão presentes na continuidade da cascata insulínica e na expressão da proteína transportadora de glicose 4 (GLUT4). Os objetivos do presente estudo foram avaliar em ratos com LP: 1) glicemia e insulinemia (n=10); 2) sensibilidade à insulina por meio do índice de HOMA-IR (n=10); 3) grau de fosforilação em serina/treonina da Akt em tecido muscular esquelético gastrocnêmio (GM) (n=6); 4) conteúdo de GLUT4 e seu índice de translocação para membrana plasmática em GM (n=5). Para tanto, foram utilizados 32 ratos Wistar (2 meses de idade) distribuídos em dois grupos: a) ratos do grupo controle, sem a LP; b) ratos com LP induzida em molares superiores direito empregando-se broca em aço carbono dotada de esfera na extremidade com 0,1 mm. A partir dos resultados pôde-se observar que os ratos com LP apresentaram: 1) nenhuma diferença na glicemia e insulinemia; 2) redução na sensibilidade à insulina, avaliado pelo índice de HOMA-IR; 3) diminuição no grau de fosforilação em serina da Akt após estímulo insulínico em GM, mas nenhuma diferença no grau de fosforilação da Akt em treonina; 4) redução do...

Currently, there is some consensus in the dental area related to the fact that chronic inflammation in teeth may eventually lead to systemic disorders. Periapical lesion (PL) is characterized as an oral inflammation and it is associated to the increase of proinflammatory citokines, such as IL-6 and TNF-alpha, that can possibly induce insulin resistance. Insulin resistance can be defined as the state in which there is a glucose uptake decrease by tissue in response to insulin stimulation, however, the mechanisms that cause insulin resistance are not totally understood. Former studies from our laboratory demonstrated that adult rats with periapical lesion showed changes in the initial stage of insulin signaling and lower insulin sensitivity. Based on that, more studies are needed in order to verify whether these changes are also present in the continuity of the insulin signaling cascade and glucose transporter protein 4 (GLUT4) expression. The aims of this study were to evaluate in rats with PL: 1) plasma glucose and insulin levels (n=10); 2) insulin sensitivity by the HOMA-IR index (n=10); 3) serine/ threonine phosphorylation status of Akt in skeletal muscle gastrocnemius (GM) (n=6); 4) content of GLUT4 protein and its translocation index for plasma membrane in GM (n=5). Therefore, 32 Wistar rats (2 months old) were used and divided into two groups: a) control rats without PL b) rats with PL induced in right upper molars by using a carbon steel drill fitted with ball 0.1 mm. From the results it was observed that rats with PL showed: 1) no difference in blood glucose and insulin; 2) decrease in insulin sensitivity assessed by HOMA-IR index; 3) decrease in the serine phosphorylation status of Akt in GM after insulin stimulation, but no difference in the phosphorylation status of Akt in threonine; 4) decrease in the GLUT4 content in the plasma membrane, but no change in the microsome. From these results we conclude that the PL promoted insulin resistance...