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Title in Portuguese: Alteração da barreira morfofuncional intestinal pela hiperglicemia e modulação da alanil-glutamina na dinâmica hidroeletrolítica em modelo animal de diabetes com enteropatia e diarreia secretória
Title: Alteration of the morphfunctional intestinal barrier for hyperglycemia and modulation of alanyl-glutamine in the hydroeletrolytic dynamics in animal model of diabetes with enteropathy and secretory diarrhea
Author: Siqueira, Francisco Júlio Werner dos Santos
Advisor(s): Lima, Aldo Ângelo Moreira
Keywords: Diabetes Mellitus Experimental
Diarreia
Glutamina
Issue Date: 18-Jul-2018
Citation: SIQUEIRA, F. J. W. S. Alteração da barreira morfofuncional intestinal pela hiperglicemia e modulação da Alanil-glutamina na dinâmica hidroeletrolítica em modelo animal de diabetes com enteropatia e diarreia secretória. 2018. 129 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: A Diabetes Mellitus tipo 1 (DM1) é uma síndrome crônica multifatorial que afeta milhões de pacientes no mundo. Sua ocorrência desencadeia inúmeras desordens funcionais e metabólicas, dentre estas a lesão barreira epitelial intestinal, associada a manifestação de diarreia. O presente estudo avaliou a patobiologia da lesão da barreira intestinal desencadeada pela DM1 e investigando a eficácia da reidratação com solução a base de Alanil-glutamina (ALGLN) na ocorrência de uma diarreia secretória aguda em modelo animal. Ratos wistar (12-16 semanas, pesando ±300g), foram divididos aleatoriamente nos grupos controle (CTRL) e DM-1. O grupo DM-1 foi induzido com estreptozotocina (70mg/Kg) por via intraperitoneal. Todos animais foram mantidos por 14 dias em gaiolas metabólicas. Ao final do protocolo experimental foram realizadas análises de bioimpedância, perfusão intestinal, dosagem de aminoácidos e de permeabilidade intestinal (teste de lactulose e manitol) pelo método de cromatografia líquida de alta performance (HPLC), além das determinações bioquímicas e investigação histopatológica. No tecido intestinal foram avaliadas expressão gênica de proteínas de junções firmes Claudina-2, Claudina-15, Ocludina e ZO-1; além dos transportadores SGLT-1, PEPT-1, NHE3, CFTR. Também foi avaliado solução de ALGLN na recuperação hidroeletrolítica de animais CTRL e DM1 e após a indução de diarreia secretória com 1µg/ml de toxina do Cólera através de perfusão intestinal na presença ou ausência de soluções de ringer (R), glicose (OMS) e ALGLN. A DM1 induziu uma hiperglicemia (> 400mg/dL) associada com polidipsia, polifagia, poliúria, perda de massa gorda, massa magra e aumento de vilos e criptas do intestino delgado; redução da concentração sérica de glutamina, arginina, Ac. glutâmico e alanina. Foram observadas perdas intestinais CTRL vs DM1: Na+ (-0,3564±4,383 mEq vs -14,42±0,6168 mEq) K+ (-0,4553±0,1351 mEq vs -1,052±0,04292 mEq) Cl-(-2,129±3,264 mEq vs -12,73 ±0,9536 mEq); Osm (-1,526±8,454 mOsm/Kg vs -36,07±2,138 mOsm/Kg). Houve redução de perdas após perfusão com solução de ALGLN. Os animais DM-1 aumentaram a permeabilidade intestinal observada pela maior excreção Lactulose (CTRL: 1,510±0,2218 vs DM1: 8,502 ± 0,5271). A razão lac/man confirmou essa exacerbação do transporte via rota paracelular (CTRL: 0,4183±0,01474 vs DM1: 1,916±0,2258). Houve redução da expressão gênica relativa de Claudina-2, -15 e NHE3 e aumento de RNAm de SGLT-1. Observou-se um efeito secretório da toxina do cólera no DM1 [Na+ (-43,80±4,809 mEq), K+ (-2,508 ±0,2069 mEq), Cl- (-35,97 ±4,275 mEq), Osm: (-87,82±10,73 mOsm/Kg)]. No entanto, a solução de ALGLN foi capaz de reduzir tais perdas hidroeletrolíticas [Na+ (-6,559 ± 1,127 mEq), K+ (0,9492 ±0,2036 mEq), Cl- (-3,013 ±1,020 mEq), Osm: (-21,12 ±5,630 mOsm/Kg)]. A partir desses resultados ALGLN se mostrou eficiente para recuperação hidroeletrolítica durante a disfunção intestinal no diabetes, assim apresentando reversão do dano desencadeado pela toxina colérica. Assim, sugere-se a ALGLN como futura ferramenta farmacológica para intervenção das desordens intestinais desencadeadas no DM-1 e infecções por cólera.
Abstract: Diabetes Mellitus type 1 (DM-1) is a chronic multifactorial syndrome that affects millions of patients worldwide. Its occurrence triggers innumerable functional and metabolic disorders, among them the intestinal epithelial barrier lesion, associated with the manifestation of diarrhea. The present study evaluated the pathobiology of the intestinal barrier injury triggered by DM-1 and investigated the efficacy of Alanil-glutamine-based solution (ALGLN) on the occurrence of acute secretory diarrhea in the animal model. Wistar rats (12 -16 weeks, weighing ± 300g), which were randomly divided into control (CTRL) and DM-1 groups. The DM-1 group was induced with intraperitoneal streptozotocin (70mg / kg). All animals were kept for 14 days in metabolic cages. At the end of the experimental protocol, bioimpedance, intestinal perfusion, amino acid and intestinal permeability tests (lactulose and mannitol test) were performed by high performance liquid chromatography (HPLC), as well as biochemical and histopathological investigations. In the intestinal tissue we evaluated the gene expression of Claudine-2, Claudine-15, Occludin and ZO-1 firm junction proteins; in addition to the SGLT-1, PEPT-1, NHE3, CFTR transporters. We also evaluated ALGLN solution in the hydroelectrolytic recovery of CTRL and DM1 animals and after induction of secretory diarrhea with 1μg / ml Cholera toxin through intestinal perfusion in the presence or absence of ringer, glucose (OMS) and ALGLN solutions. DM1 induced hyperglycemia (> 400mg / dL) associated with polydipsia, polyphagia, polyuria, loss of fat mass, lean mass and increase of villi and crypts of the small intestine; reduction of serum glutamine concentration, arginine, Ac. glutamic and alanine. Intestinal losses CTRL vs. DM1: Na + (-0.3564 ± 4.333 mEq vs. -14.42 ± 0.6168 mEq) K + (-0.4553 ± 0.1331 mEq vs. -1.052 ± 0.04292 mEq) 2,129 ± 3,264 mEq vs -12.73 ± 0.9536 mEq); Osm (-1.526 ± 8.454 mOsm / kg vs. -36.07 ± 2.138 mOsm / kg). There was reduction of losses after perfusion with ALGLN solution. DM-1 animals increased the intestinal permeability observed by increased Lactulose excretion (CTRL: 1.510 ± 0.2218 vs DM1: 8.502 ± 0.5271). The lac / man ratio confirmed this exacerbation of paracellular route transport (CTRL: 0.4183 ± 0.01474 vs DM1: 1.916 ± 0.2258). There was a reduction of the relative gene expression of Claudine-2 and -15 and increase of SGLT-1 mRNA. A secretory effect of cholera toxin on DM1 (Na + (-43.80 ± 4.809), K + (-2.508 ± 0.2069), Cl- (-35.97 ± 4.275), Osm: (-87, 82 ± 10.73)]. However, the ALGLN solution was able to reduce such hydroelectrolytic losses (Na + (-6.559 ± 1.127), K + (0.9492 ± 0.2036), Cl- (-3.013 ± 1.020), Osm: (-21.12 ± 5.630)]. From these results ALGLN proved to be efficient for hydroelectrolytic recovery during intestinal dysfunction in diabetes, thus showing reversion of the damage triggered by the cholera toxin. Thus, ALGLN is suggested as a future pharmacological tool for intervention of intestinal disorders triggered in DM-1 and cholera infections.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/34706
metadata.dc.type: Dissertação
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