Efeito da restrição calórica e do treinamento resistido em marcadores de resistência à insulina de ratas ovariectomizadas / Effect of calorie restriction and strength training on markers of insulin resistance in ovariectomized rats

Neste estudo, avaliamos o efeito da restrição calórica e do treinamento resistido na massa corporal e na sensibilidade à insulina de ratas ovariectomizadas. 80 ratas fêmeas da linhagem Holtzman foram distribuídas em 8 grupos (n=10 cada): ovariectomizado (OVX), ovariectomizado com restrição calórica (OVX RC), ovariectomizado com treinamento resistido (OVX TR), ovariectomizado com restrição calórica e treinamento resistido (OVX TR+RC), Sham operado (SHAM), Sham com restrição calórica (SHAM RC), sham com treinamento resistido (SHAM TR), sham com restrição calórica e treinamento resistido (SHAM TR+RC). Após 13 semanas de intervenção, foram analisados: massa corporal, gordura corporal; concentrações sanguíneas de glicose, insulina e adiponectina; conteúdo de AKT total e fosforilada, pi3k e Glut 4 (nos tecidos adiposos subcutâneo e retroperitoneal). As ratas ovariectomizadas (OVX, OVX RC, OVX TR e OVX TR+RC) apresentaram maior massa corporal e gordura corporal quando comparadas ao grupo SHAM. As concentrações de glicose e insulina foram semelhantes em todos os grupos experimentais, porém a concentração de adiponectina foi menor nos grupos ovariectomizados (OVX, OVX RC, OVX TR e OVX TR+RC), quando comparados ao grupo SHAM. A RC e o TR aumentaram a concentração de adiponectina quando comparado ao grupo OVX. Não houve diferença entre os grupos em relação à via de sinalização da insulina nos tecidos adiposos subcutâneo e retroperitoneal. Concluímos que a ovariectomia causa aumento de massa e gordura corporal, levando à menor concentração de adiponectina, e que a RC e o TR alteram estas modificações

In this study, we evaluated the effect of calorie restriction and strength training on the body weight and insulin sensitivity of ovariectomized rats. Eighty female Holtzman rats were divided into eight groups (n=10 per group): ovariectomized (OVX), ovariectomized plus calorie restriction (OVX-CR), ovariectomized plus strength training (OVX-ST), ovariectomized plus strength training and calorie restriction (OVX-ST+CR), sham operated (SHAM), sham plus calorie restriction (SHAM-CR), sham plus strength training (SHAM-ST), and sham plus strength training and calorie restriction (SHAM-ST+CR). The following variables were analyzed after 13 weeks of intervention: body weight; body fat; blood concentrations of glucose, insulin and adiponectin; total and phosphorylated AKT content; pi3k and Glut 4 (in subcutaneous and retroperitoneal adipose tissues). Ovariectomized rats (OVX, OVX-CR, OVX-ST, and OVX-ST+CR) had a higher body weight and body fat than SHAM animals. Glucose and insulin concentrations were similar in all experimental groups, but adiponectin concentration was lower in the ovariectomized groups (OVX, OVX-CR, OVX-ST, and OVX-ST+CR) when compared to the SHAM group. Calorie restriction and ST increased the concentration of adiponectin when compared to the OVX group. There was no difference between groups in terms of insulin signaling in subcutaneous or retroperitoneal adipose tissue. We conclude that ovariectomy increases body weight and body fat, reducing adiponectin concentration, and that CR and ST alter these modifications

Aspectos atuais do efeito da leucina sobre o controle glicêmico e a resistência à insulina / Current aspects of leucine effect on glucose control and insulin resistance

The incidence of obesity and type 2 diabetes mellitus is increasing in epidemic proportions. Currently, several studies have suggested that signals from amino acids and hormones present convergence that can lead tochanges in glucose metabolism and insulin sensitivity, thus having effectson the maintenance of body weight. Although in vitro and in vivo studies show considerable effects of leucine on energy homeostasis, by possible effects on satiety and on energy expenditure increase, as well as on genes and on protein expression in several tissues mainly in adipocytes, other effects have been noted to impair glucose homeostasis by promoting insulin resistance and increased gluconeogenesis. Furthermore, leucine signalingis integrated by the protein target of rapamycin in mammals (mTOR), asensor of energy that phosphorylates S6K protein, which is able to phosphorylate serine 307 of the insulin receptor 1 substrate as a negative feedback and therefore favor insulin resistance. Thus, the understanding of integrated transductional, hormonal and nutrient (leucine) signals may favor the clarification over new approaches to the treatment of various metabolic diseases such as obesity and diabetes. In conclusion, the objective of this study was to review the role of leucine in glycemic control and insulin resistance.

La incidencia de obesidad y diabetis mellitus tipo 2 esta aumentando en proporciones epidémicas. Actualmente diversos estudios sugieren que señales convergentes originados de aminoácidos y hormonas pueden favorecer alteraciones en el metabolismo de la glucosa y en la sensibilidad a la insulina afectando la mantención del peso corporal. A pesar de estudios in vitro e in vivo que presentan importantes efectos de la leucina en lahomeostasis energética, por posibles acción sobre la saciedad y el aumento del gasto energético, como también en los genes y la expresión de proteínas en varios tejidos, principalmente el adiposo, otros efectos se han destacados por perjudicar la homeostasis de la glucosa, promoviendo resistencia a insulina y aumento de la gluconeogénesis. Además, la señalización de la leucina es integrada por la proteína alvode rapamicina en mamíferos (mTOR), un sensor energético que fosforila la proteína S6k, esta, capaz de actuar por feedback negativo, fosforilando la serina 307del sustrato del receptor de insulina-1 y consecuentemente, favorece la resistencia a la insulina. Así, el entendimiento integrado de las señales transduccionales, hormonales y por nutrientes (leucina), pueden favorecer el entendimiento de nuevos enfoques para el tratamiento de varias enfermedades metabólicas, tales como la obesidad y la diabetes.El objetivo de este estudio fue revisar el papel de la leucina en el control de la glucemia y en la resistencia a la insulina.

A incidência da obesidade e do diabetes mellitus tipo 2 está aumentando em proporções epidêmicas. Atualmente, diversos estudos têm sugerido que sinais oriundos de aminoácidos e hormônios apresentam convergência, podendo favorecer mudanças no metabolismo da glicose e na sensibilidade à insulina e, portanto, exercem efeitos sobre a manutenção do peso corporal. Embora estudos in vitro e in vivo apresentem importantes efeitos da leucina na homeostase energética, por possíveis efeitos na saciedade e no aumento do gasto energético, bem como nos genes e na expressão de proteínas em vários tecidos principalmente nos adiposos, outros efeitos têm sido destacados por prejudicar a homeostase da glicose, promovendo a resistência à insulina e o aumento da gliconeogênese. Além disso, a sinalização da leucina é integrada pela proteína alvo da rapamicina em mamíferos(mTOR), um sensor energético, que fosforila a proteína S6k, sendo esta capaz de agir por feedback negativo, fosforilando na serina 307 o substrato do receptor de insulina-1 e, consequentemente, favorecendo a resistência à insulina. Desse modo, o entendimento integrado dos sinais transducionais, hormonais e por nutrientes (leucina), podem favorecer o esclarecimento sobre novas abordagens para o tratamento de várias doenças metabólicas, tais como a obesidade e o diabetes. Posto isso, o objetivo deste estudo foi revisar o papel da leucina no controle glicêmico e na resistência à insulina.

Protein synthesis regulation by leucine / Regulação da síntese de proteína pela leucina

In vivo and in vitro studies have demonstrated that high protein diets affect both protein synthesis and regulation of several cellular processes. The role of amino acids as substrate for protein synthesis has been established in the literature. However, the mechanism by which these amino acids modulate transcription and regulate the mRNA translation via mTOR-dependent signaling pathway has yet to be fully determined. It has been verified that mTOR is a protein responsible for activating a cascade of biochemical intracellular events which result in the activation of the protein translation process. Of the aminoacids, leucine is the most effective in stimulating protein synthesis and reducing proteolysis. Therefore, it promotes a positive nitrogen balance, possibly by favoring the activation of this protein. This amino acid also directly and indirectly stimulates the synthesis and secretion of insulin, enhancing its anabolic cellular effects. Therefore, this review aimed to identify the role of leucine in protein synthesis modulation and to discuss the metabolic aspects related to this aminoacid.

Estudos in vivo e in vitro verificaram que dietas hiperprotéicas influenciam a síntese protéica e regulam vários processos celulares. O papel dos aminoácidos como substrato para a síntese de proteínas já está bem evidenciado na literatura, porém as formas como esses aminoácidos modulam a etapa da transcrição e regulam a tradução do RNAm, pela via de sinalização dependente da mTOR, ainda não estão totalmente esclarecidas. Tem-se verificado que a mTOR é uma proteína responsável por ativar uma cascata de eventos bioquímicos intracelulares que culminam na ativação do processo de tradução protéica. Dentre todos os aminoácidos, a leucina é a mais eficaz em estimular a síntese protéica, reduzir a proteólise e, portanto, favorecer o balanço nitrogenado positivo, possivelmente por favorecer a ativação desta proteína. Além disso, este aminoácido estimula direta e indiretamente a síntese e a secreção de insulina, e, assim, aumenta as propriedades anabólicas celulares. Nesse sentido, a presente revisão tem como objetivo identificar o papel da leucina na modulação da síntese protéica e abordar aspectos metabólicos relacionados a este aminoácido.