Is Lipotoxicity presents in the early stages of an experimental model of autoimmune diabetes? Further studies in the multiple low dose of streptozotocin model.

An increased availability of plasma free fatty acids (FFA) seems to play a role in the early stages of experimental type 1 diabetes mellitus induced in C57BL/6J mice by multiple low doses of streptozotoxin (mld-STZ). We analyzed the temporal changes of: (1) plasma and skeletal muscle lipids and their relationship with glucose metabolism; (2) triglyceride (Tg) concentration in isolated islets; (3) intraperitoneal glucose tolerance test; and (4) insulin secretion patterns when the three mutually interactive glucose signaling pathways were activated. Animals were killed by cervical dislocation at days 4, 6, 7, 8, 9 and 12 post first injection of mld-STZ. Compared with control mice, we observed: (1) at day 6, a significant increase of plasma FFA and both muscle and islet Tg content and a significant decrease of muscle pyruvate dehydrogenase activity. These parameters further deteriorated with time. (2) plasma Tg, glucose and insulin levels and glucose tolerance test were significantly different only after day 8. (3) an increase in both phases of the glucose plus palmitate-stimulated insulin secretion was observed at day 4. This effect progressively decreased since day 7 up to day 9. Moreover, an inhibitory action of cerulenin over glucose plus palmitate-stimulated insulin secretion was observed between days 6 and 9. Taken together these results suggest that early alteration in carbohydrate and lipid metabolism could represent a "metabolic window" which would develop between days 6 and 8. Afterwards, subsequent immunological alterations, apoptosis and necrosis induced the destruction of ß cells and would mask the results mentioned above.

The association of acetyl-l-carnitine and nicotinamide remits the experimental diabetes in mice by multiple low-dose streptozotocin.

OBJECTIVES: We studied the effect of acetyl-l-carnitine plus nicotinamide (AC + N) on murine diabetes mellitus induced by multiple low doses of streptozotocin. METHODS: Male C57BL/6J inbred mice were injected intraperitoneally with citrate buffer or streptozotocin (40 mg/kg) for 5 consecutive days, followed by injections of saline solution or AC + N (50 + 25 mg/kg) from days 6 to 110. Four groups were studied: normal control mice (C), treated normal control mice (TC), diabetic mice (D), and treated diabetic mice (TD). TD group was divided into 2 at day 86; treatment was suspended in one group (TDs) and continued in the other until day 110. RESULTS: Weight, plasma glucose, plasma insulin, cellular immune aggression, glucose-stimulated insulin secretion from perifused pancreatic slices, and pancreas histology were studied in each experimental group. Diabetic mice treated with AC + N showed improvements in weight, plasma glucose, and plasma insulin levels without mortality, reaching control values at day 110. Cellular immune aggression and insulin release from pancreatic slices perfusions improved without reaching control values. Histology showed that insulin-immunostained area, the index of insulin immunostained beta cells and beta-cell size, was normalized at the end of the study. CONCLUSIONS: The treatment with AC + N induced remission of autoimmune type 1 diabetes in mice produced by multiple low doses of streptozotocin.

Early manifestations in multiple-low-dose streptozotocin-induced diabetes in mice.

OBJECTIVE: Administration of multiple low doses of streptozotocin (mld-SZ) to mice results in the development of autoimmune diabetes. Hyperglycemia does not develop until a few days after the last injection. In this study, we explored immune-related alterations found in the very early stages of this diabetic syndrome and the capacity of mononuclear spleen cells (MSs) from mld-SZ mice to impair insulin secretion. METHODS: Mice injected with mld-SZ were used as an animal model of type 1 diabetes. MSs were isolated from control and mld-SZ mice at days 4, 6, 9, 12, and 16 after the first injection of the diabetogenic drug. MSs were transferred to normal syngeneic recipients or were cocultured with dispersed rat islet cells as an in vitro insulin secretion study. RESULTS: MSs from mld-SZ mice were able to diminish insulin secretion when transferred to normal syngeneic recipients and presented anti-beta-cell immune aggression when cocultured with dispersed rat islet cells as early as day 4 after mld-SZ administration. This capacity persisted throughout the experimental period. As early as 6 days after mld-SZ, islets showed insulitis followed by cell death with progressive severity. Hyperglycemia and diminished insulin secretion from perifused pancreatic islets only appeared at day 9 after mld-SZ. CONCLUSIONS: This study suggests that transferred or cocultured MSs from mld-SZ mice exert a functional immune aggression against beta cells at a very early stage, before donor mice develop impaired insulin secretion and hyperglycemia.

Desaturase activities in rat model of insulin resistance induced by a sucrose-rich diet.

A sucrose-rich diet, as compared with a similar starch diet, induces a time-dependent typical noninsulin-dependent diabetes syndrome characterized by insulin resistance in rats. Within the first 3 wk, there was glucose intolerance associated with hyperinsulinemia, hypertriglyceridemia, and high plasma FFA. In this study, we examined the effect of the sucrose-rich diet vs. the starch diet during short- (3 wk) and longterm treatment (6 mon) on hepatic delta9, delta6, and delta5 desaturases. These enzymes modulate monounsaturated FA and PUFA biosynthesis, respectively. Sucrose feeding (3 wk) caused an initial hyperinsulinemia that was normalized within 6 mon. In the early period (3 wk), stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD-1) mRNA and activity were decreased, whereas delta6 desaturase mRNA abundance and delta6 and delta5 desaturase activities remained unchanged. After 6 mon of sucrose feeding, activities of the delta9, delta6, and delta5 desaturases were each increased. The SCD-1 and delta6 desaturase mRNA were also correspondingly higher. These increases were consistent with an increase in oleic acid, the 20:4/18:2 ratio, and 22:4n-6 and 22:5n-6 acids in liver and muscle lipids. On the other hand, the percentage of 22:6n-3 acid was decreased. In conclusion, a sucrose-rich diet after 6 mon induces an increase in rat liver SCD-1 and delta6 desaturase mRNA and enzymatic activities that are opposite to the changes reported in insulin-dependent diabetes mellitus. It appears that neither blood insulin levels nor insulin resistance is a factor affecting the delta9, delta6, and delta5 desaturase changes in mRNA and activity found with the sucrose-rich diet.

Effect of aproteic diet and fasting on insulin, pancreatic noradrenaline and luteinizing hormone. Changes after 24-hour refeeding.

OBJECTIVE AND DESIGN: the objective of this study performed in adult male rats was to determine the alteration in glycemic, insulin and gonadotrophin luteinizing hormone secretion, and noradrenaline pancreatic concentration caused by fasting (F) and aproteic diet (Ap) during 7 and 21 days respectively, as well as the recovery after 24-hour refeeding with control diet (Co). RESULTS: a significant decrease in glycemic levels was only achieved through fasting (F: 86 +/- 5.1 mg %), when compared with controls (Co: 107 +/- 5 mg %). In spite of the high levels of carbohydrates (89%) present in the aproteic diet, the animals fed with this diet showed no differences in glycemic levels (Ap: 120.3 +/- 12.2 mg %), compared with controls. As a result of fasting and aproteic diet, there was a significant decrease in insulin (F: 8.67 +/- 1.36; Ap: 5.7 +/- 0.67; Co: 31 +/- 3.4 uU/ml) and LH levels (F: 10.175 +/- 1.74; Ap: 13.7 +/- 4; Co: 29.83 +/- 4.91 ng/ml). The refed recovered insulin (FR: 50.57 +/- 6.63; ApR: 43.5 +/- 6.85 uU/ml), but not LH levels (FR: 14.25 +/- 3.54; ApR: 13.03 +/- 4.25 ng/ml). A significant increase was observed in the pancreatic noradrenaline concentration (P<0.001) of rats receiving aproteic diet (889.9 +/- 34.65 ng/mg tissue) and fasting during 7 days (827.5 +/- 55.7 ng/mg tissue), compared with controls (531.1 +/- 48.6 ng/mg tissue). CONCLUSIONS: fasting and aproteic diets altered gonadal and metabolic control. When returning to a normal nutritional condition, only the metabolic control, not the reproductive function, could be recovered in the first 24 hours of refeeding. Malnutrition-induced hypoinsulinemia would be caused by an increase in a specific noradrenergic tone.

Sindrome de hipoglucemia autoinmune con anticuerpos especificos anti-insulina humana / Autoimmune hypoglycemia syndrome with specific anti-human insulin antibodies

Se presenta una mujer de 33 años con una historia l1 meses de episodios recurrentes de hipoglucemia severa, asociados a anticuerpos anti-insulina y valores variables de peptido-C. Una extracción ácido-alcohólica de suero mostró un nível basal de insulina de 1.600 uU/ml. La insulina caracterizada por HPLC demostró ser insulina humana. Los anticuerpos fueron específicos para la insulina humana con una subpoblación que reaccionaba con insulina bovina y porcina (IgG, cadena liviana k). Al declinar los síntomas, el tratamiento con plasmaféresis negativizó el título con rapidez. Un seguimiento prolongado demostró la ausencia de recidivas.

Sindrome de hipoglucemia autoinmune con anticuerpos especificos anti-insulina humana / Autoimmune hypoglycemia syndrome with specific anti-human insulin antibodies

Se presenta una mujer de 33 años con una historia l1 meses de episodios recurrentes de hipoglucemia severa, asociados a anticuerpos anti-insulina y valores variables de peptido-C. Una extracción ácido-alcohólica de suero mostró un nível basal de insulina de 1.600 uU/ml. La insulina caracterizada por HPLC demostró ser insulina humana. Los anticuerpos fueron específicos para la insulina humana con una subpoblación que reaccionaba con insulina bovina y porcina (IgG, cadena liviana k). Al declinar los síntomas, el tratamiento con plasmaféresis negativizó el título con rapidez. Un seguimiento prolongado demostró la ausencia de recidivas. (AU)

Agresión inmune celular y respuesta de la célula Beta pancreática en diabetes mellitus insulino-dependiente humana y experimental: de la fisiopatología a la posibilidad de predicción y prevención / Cellular immune aggression and response of the pancreatic beta cell in human and experimental insulin-dependent diabetes mellitus: of the physiopathology to the possibility of prediction and prevention

En este trabajo se hace una introducción sobre aspectos de la fisiopatología de la DMID, cuyos conocimientos son el fundamento para comprender y aplicar estrategias de predicción y prevención [ptes.1 y 2]. Se comentan luego, en forma breve, conceptos generales sobre predicción y prevención [ptes.4 y 5]. En la parte 6 se describen y discuten los resultados obtenidos en nuestro laboratorio. Los mismos fueron divididos en 3 subgrupos: a) Sobre modelos experimentales aplicables en estudios sobre predicción y prevención: el modelo de diabetes por transferencia de células mononucleares [CMN] de ratón diabético por múltiples dosis bajas de SZ [mdb-SZ] a ratón singéneico normal ha sido de gran utilidad en estudios posteriores de los puntos B) y C). Por otra parte creemos que el otro modelo descripto [diabetes por transferencia de CMN de niños con DMID a ratón atímico normal] tiene una gran importancia por el hecho de usar CMN humanas y poder concentrar dichas células CMN [agresoras y/o protectoras] en forma selectiva en el páncreas del ratón receptor. b) Sobre predicción: más allá del diagnóstico preclínico individual o en grupos de riesgo ya conocidos, nuestros estudios en este punto se centraron en la búsqueda de nuevos grupos de riesgo de padecer DMID. En ese aspecto se describió un nuevo grupo, niños no diabéticos con intolerancia esporádica a la glucosa sin antecedentes familiares de diabetes. También se observó que pacientes con diabetes no insulino dependiente con fallo secundario a los hipoglucemiantes orales, presentan, en alrededor de un 30 por ciento de los casos, agresión inmune celular anti-célula beta pancreática [AIC]. c) Sobre prevención: aquí se utilizaron 3 estrategías diferentes: c.1- la administración de CMN diabéticas modificadas, previo a la transferencia de células diabéticas agresoras, protegió contra las alteraciones en la tolerancia a la glucosa y la secreción de insulina [SI]. Sin embargo creemos que el resultado más significativo es la protección por medio de este mecanismo de vacuna cuando la agresión anti-célula beta es mucho más importante como en el modelo de diabetes por inyección de mdb-SZ... (TRUNCADO)(AU)

Agresión inmune celular y respuesta de la célula Beta pancreática en diabetes mellitus insulino-dependiente humana y experimental: de la fisiopatología a la posibilidad de predicción y prevención / Cellular immune aggression and response of the pancreatic beta cell in human and experimental insulin-dependent diabetes mellitus: of the physiopathology to the possibility of prediction and prevention

En este trabajo se hace una introducción sobre aspectos de la fisiopatología de la DMID, cuyos conocimientos son el fundamento para comprender y aplicar estrategias de predicción y prevención [ptes.1 y 2]. Se comentan luego, en forma breve, conceptos generales sobre predicción y prevención [ptes.4 y 5]. En la parte 6 se describen y discuten los resultados obtenidos en nuestro laboratorio. Los mismos fueron divididos en 3 subgrupos: a) Sobre modelos experimentales aplicables en estudios sobre predicción y prevención: el modelo de diabetes por transferencia de células mononucleares [CMN] de ratón diabético por múltiples dosis bajas de SZ [mdb-SZ] a ratón singéneico normal ha sido de gran utilidad en estudios posteriores de los puntos B) y C). Por otra parte creemos que el otro modelo descripto [diabetes por transferencia de CMN de niños con DMID a ratón atímico normal] tiene una gran importancia por el hecho de usar CMN humanas y poder concentrar dichas células CMN [agresoras y/o protectoras] en forma selectiva en el páncreas del ratón receptor. b) Sobre predicción: más allá del diagnóstico preclínico individual o en grupos de riesgo ya conocidos, nuestros estudios en este punto se centraron en la búsqueda de nuevos grupos de riesgo de padecer DMID. En ese aspecto se describió un nuevo grupo, niños no diabéticos con intolerancia esporádica a la glucosa sin antecedentes familiares de diabetes. También se observó que pacientes con diabetes no insulino dependiente con fallo secundario a los hipoglucemiantes orales, presentan, en alrededor de un 30 por ciento de los casos, agresión inmune celular anti-célula beta pancreática [AIC]. c) Sobre prevención: aquí se utilizaron 3 estrategías diferentes: c.1- la administración de CMN diabéticas modificadas, previo a la transferencia de células diabéticas agresoras, protegió contra las alteraciones en la tolerancia a la glucosa y la secreción de insulina [SI]. Sin embargo creemos que el resultado más significativo es la protección por medio de este mecanismo de vacuna cuando la agresión anti-célula beta es mucho más importante como en el modelo de diabetes por inyección de mdb-SZ... (TRUNCADO)

Glucagon secretion and alpha-cell sensitivity to somatostatin in genetically diabetic mice C57BL/KsJ-mdb

En estudios previos en ratones C57BL/ KsJ mdb/mdb, observamos alteraciones en la secreción de insulina inducida por glucosa, y un menor efecto inhibitorio de la somatostatina sobre la secreción de insulina. En el presente trabajo se estudiaron los patrones de secreción de glucagon bajo estimulación con arginina-glucosa, en perfusión de cortes de páncreas de ratones con diabetes genética de 20 a 90 días de vida. También se investigó si las células alfa presentaban una disminuida sensibilidad a la somatostatina. Los resultados muestran que: a) en ratones mdb/mdb de 20 a 90 días, los patrones de secreción de glucagon presentan hipersecreción basal y un primer pico disminuido; b) la somatostatina inhibe la secreción estimulada de glucagon por debajo de los valores basales en ratones mdb/mdb de 20 a 30 días de edad. En estadios posteriores (40 a 90 días de vida), la somatostatina ejerce un menor efecto inhibitorio, ya que los niveles de glucagon permanecen por en cima de los valores basales. Esto puede indicar un progresivo deterioro en la sensibilidad de las células alfa a la somatostatina, hecho que fue previamente observado para las células beta

Glucagon secretion and alpha-cell sensitivity to somatostatin in genetically diabetic mice C57BL/KsJ-mdb

En estudios previos en ratones C57BL/ KsJ mdb/mdb, observamos alteraciones en la secreción de insulina inducida por glucosa, y un menor efecto inhibitorio de la somatostatina sobre la secreción de insulina. En el presente trabajo se estudiaron los patrones de secreción de glucagon bajo estimulación con arginina-glucosa, en perfusión de cortes de páncreas de ratones con diabetes genética de 20 a 90 días de vida. También se investigó si las células alfa presentaban una disminuida sensibilidad a la somatostatina. Los resultados muestran que: a) en ratones mdb/mdb de 20 a 90 días, los patrones de secreción de glucagon presentan hipersecreción basal y un primer pico disminuido; b) la somatostatina inhibe la secreción estimulada de glucagon por debajo de los valores basales en ratones mdb/mdb de 20 a 30 días de edad. En estadios posteriores (40 a 90 días de vida), la somatostatina ejerce un menor efecto inhibitorio, ya que los niveles de glucagon permanecen por en cima de los valores basales. Esto puede indicar un progresivo deterioro en la sensibilidad de las células alfa a la somatostatina, hecho que fue previamente observado para las células beta (AU)

Insulin secretion induced by allogeneic lymphocytis in geneticaly diabetic mice C57BL/KsJ mdb

Se estudió la secreción de insulina y somatostatina (SRIF) inducida por aloantígenos en el ratón genéticamente diabéticos de la cepa C57BL/KsJ mdb-mdb. Ratones diabéticos (db) inyectados con linfocitos alogeneicos (LA) no mostraron ningún incremento en la segunda fase de secreción estimulada por glucosa 27.5 mM y sólo levemente aumentaron su primera fase. Ratones normales inyectados con LA mostraron un incremento significativo en ambas fases de la secreción de insulina estimulada por glucosa 27.5 mM. La secreción de somatostatina de ratones normales o diabéticos inyectados con linfocitos alogeneicos no difirió de aquella obtenida cuando se inyectaron con linfocitos singeneicos. Linfocitos de ratones db inyectados en ratones alogeneicos causaron un incremento en la secreción de insulina que no difirió significativamente de la producida por la inyección de linfocitos alogeneicos de ratones no diabéticos. Linfocitos de ratón diabético inyectados en ratones singeneicos produjeron una secreción de insulina similar a la producida por la inyección de linfocitos de ratones singeneicos no diabéticos, y menor que la producida por la inyección de linfocitos alogeneicos. En resumen, los ratones db mostraron una respuesta hormonal deteriorada al estímulo antigénico, mientras que mantuvieron su acción aloantigénica

Insulin secretion induced by allogeneic lymphocytis in geneticaly diabetic mice C57BL/KsJ mdb

Se estudió la secreción de insulina y somatostatina (SRIF) inducida por aloantígenos en el ratón genéticamente diabéticos de la cepa C57BL/KsJ mdb-mdb. Ratones diabéticos (db) inyectados con linfocitos alogeneicos (LA) no mostraron ningún incremento en la segunda fase de secreción estimulada por glucosa 27.5 mM y sólo levemente aumentaron su primera fase. Ratones normales inyectados con LA mostraron un incremento significativo en ambas fases de la secreción de insulina estimulada por glucosa 27.5 mM. La secreción de somatostatina de ratones normales o diabéticos inyectados con linfocitos alogeneicos no difirió de aquella obtenida cuando se inyectaron con linfocitos singeneicos. Linfocitos de ratones db inyectados en ratones alogeneicos causaron un incremento en la secreción de insulina que no difirió significativamente de la producida por la inyección de linfocitos alogeneicos de ratones no diabéticos. Linfocitos de ratón diabético inyectados en ratones singeneicos produjeron una secreción de insulina similar a la producida por la inyección de linfocitos de ratones singeneicos no diabéticos, y menor que la producida por la inyección de linfocitos alogeneicos. En resumen, los ratones db mostraron una respuesta hormonal deteriorada al estímulo antigénico, mientras que mantuvieron su acción aloantigénica (AU)