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Title: Papel do sistema redox na hiperatividade do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal em animais diabéticos induzidos por aloxana
Advisor: Carvalho, Vinícius de Frias
Members of the board: Cruz, Daniella Arêas Mendes da
Valença, Samuel dos Santos
Fortunato, Rodrigo Soares
Authors: Prevatto, Jessika do Prado
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: O Diabetes mellitus representa um problema de saúde pública, uma vez que é uma das principais doenças crônico-degenerativas que afetam o homem contemporâneo. Em estudos anteriores do laboratório nós vimos que animais diabéticos apresentam uma hiperatividade do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA) acarretando em um aumento dos níveis plasmáticos de glicocorticoide. Além disso, muitas complicações crônicas relacionadas ao diabetes estão associadas com a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) pela hiperglicemia. Nesse estudo, nós investigamos o desequilíbrio redox na hiperatividade do eixo HPA em animais diabéticos. Todos os procedimentos utilizados nesse estudo estão de acordo com as orientações do Comitê de Ética no Uso de Animais de Laboratório da Fundação Oswaldo Cruz, Licença LW \2013 23/11. A indução do diabetes foi feita a partir de única injeção de aloxana (40mg/kg) por via intravenosa e o antioxidante N-acetil-L-cisteína (NAC, 150mg/kg v.o.) foi administrado 3 dias depois da indução do diabetes, por 18 dias consecutivos. Alguns animais foram tratados com o indutor da enzima antioxidante heme oxigenase-1, Cobalto Protoporfirina IX (CoPP IX, 5mg/kg i.p.) 5 dias após a indução do diabetes, uma vez por semana por 3 semanas. As análises foram feitas 21 dias após a indução do diabetes e incluem a quantificação dos níveis plasmáticos de corticosterona e ACTH foram realizadas por Radioimunoensaio (RIA) e a expressão de HO-1, receptor de ACTH (MC2R), hormônio adrenocorticotrópico (ACTH), receptor de mineralocorticoide (MR), receptor de glicocorticoide (GR), superóxido dismutase (SOD) e Nfr2 foram avaliados por imunohistoquímica; níveis de malondialdeído (MDA) foram determinados pelo teste do TBARS; a expressão de CREB foi feita por western blot Primeiramente, nós avaliamos o estresse oxidativo na hipófise e adrenal de animais diabéticos e não-diabéticos. Ratos diabéticos apresentaram uma diminuição na expressão de HO-1 e atividade de catalase com um aumento de MDA, marcador de peroxidação lipídica, na hipófise quando comparados com animais não-diabéticos, porém essas alterações não foram vistas nas adrenais. Posteriormente nós observamos que o tratamento com o NAC reduziu os altos níveis plasmáticos de corticosterona quando comparados com animais diabéticos não tratados. Nós também observamos que o tratamento com NAC não foi capaz de aumentar a expressão de MC2R na adrenal. NAC foi capaz de reduzir os níveis plasmáticos de ACTH, mas não foi capaz de restaurar a expressão de CREB bem como de MR e GR na hipófise de ratos diabéticos. Ratos diabéticos apresentam diminuição da expressão de HO-1 e Nrf2 na hipófise quando comparados com animais não-diabéticos. Tratamento com o NAC aumentou a expressão de HO-1 e SOD em hipófise de animais diabéticos; entretanto, não foi capaz de restaurar a expressão de Nrf2. Vimos também que o tratamento com o CoPP IX foi capaz de aumentar a expressão de HO-1 na hipófise e diminuir os níveis plasmáticos de corticosterona em animais diabéticos. Nossos resultados sugerem que as ROS estão envolvidas na hiperatividade do eixo HPA e consequente aumento de corticosterona circulante em ratos diabéticos
Abstract: Abstract: Diabetes mellitus is a public health problem, since it is one of the major chronic diseases affecting modern man. In our previous studies we demonstrated that diabetic rats showed a hyperactivity of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis leading to increased plasma glucocorticoid levels. Moreover, many chronic complications related to diabetes are associated with hyperglycemia-induced reactive oxygen species (ROS). In this study, we investigated the redox imbalance in the HPA axis hyperactivity observed in diabetic rats. All the procedures used in this study were in accordance with the guidelines of the Ethic Committee on Use of Laboratory Animals of the Oswaldo Cruz Foundation, License LW \2013 23/11. Diabetes was induced by a single i.v. injection of alloxan (40 mg/kg) into fasted rats and antioxidant NAC (150 mg/kg v.o.) was administered 3 day after diabetes induction, daily for 18 days. Some animals received a heme oxygenase-1 (HO-1) inducer CoPPIX 5 days after diabetes induction, once a week for 3 weeks. The analyses were performed 21 days after the diabetes induction, including plasmatic corticosterone levels and ACTH evaluation by RIA; expression of HO-1, ACTH receptor (MC2R), adrenocorticotropic hormone (ACTH), mineralocorticoid receptor (MR), glucocorticoid receptor (GR), superoxide dismutase (SOD) and Nrf2 through immunohistochemistry; malondialdehyde (MDA) levels determination by TBARS test; CREB expression was quantified by western blot First, we evaluated oxidative stress in pituitary and adrenal glands of diabetic and non-diabetic rats. Diabetic rats presented reduction in the expression of HO-1 and activity of catalase associated with increased of MDA, a marker of lipid peroxidation, in pituitary compared to non-diabetic rats, however we did not observed alterations in these parameters in adrenal gland of diabetic rats. Then, we observed that treatment with NAC reduced the high levels of plasma corticosterone levels compared to untreated diabetic rats. We also showed that treatment with NAC did not alter the increase of MC2R expression in the adrenal gland. NAC reduced the elevated plasma levels of ACTH, but was not able to interfere with the expression of CREB and decrease of MR and GR density in pituitary of diabetic rats. Diabetic rats presented a reduction in the expression of both HO-1 and Nrf2 in the pituitary gland compared to non-diabetic rats. Treatment with NAC increased expression of SOD and HO-1 in the pituitary of diabetic rats; however it was not able to increase the expression of Nrf2. In addition, treatment with CoPPIX was able to increase the expression of HO-1 in the pituitary and decrease the plasma corticosterone levels in diabetic animals. Our results suggest that ROS are involved in HPA axis hyperactivity and consequent increase of circulating corticosterone levels in diabetic rats
keywords: Diabetes Mellitus
Espécies de Oxigênio Reativas
DeCS: Sistema Hipotálamo-hipofisário
Sistema Hipófise-suprarrenal
Issue Date: 2017
Date of defense: 2016-04-28
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Copyright: restricted access
Appears in Collections:IOC - PGBCM - Dissertações de Mestrado

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