Etapas iniciais da ação insulinica no figado e musculo de ratos Wistar alimentados com dieta rica em frutose

Orientadores: Debora de Queiroz Tavares, Mario Jose Abdalla SaadDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A insulina estimula a atividade tiro sina quinase de seu receptor levando à fosforilação de proteínas citoplasmáticas, como a pp185 que é constituída de pelo menos dois substratos: os substratos 1 e 2 do receptor de insulina (IRS-1 e IRS-2). Os substratos, por sua vez, associam-se à fosfatidilinositol 3-quinase (PI 3-quinase), ativando-a. Sabe-se que animais alimentados com dietas ricas em frutose apresentam resistência insulínica, entretanto o mecanismo molecular envolvido nesta situação não está totalmente esclarecido. No presente estudo, investigaram-se os níveis teciduais e o grau de fosforilação, produzidos após o estímulo insulínico do receptor de insulina e da pp185 (IRS-1 e 2) no fígado e músculo de ratos Wistar alimentados com dieta rica em frutose (66% das calorias totais provenientes de frutose), por immunoblotting com anticorpos específicos. A alimentação com a dieta rica em frutose por 28 dias induziu discreta resistência à insulina, a qual foi demonstrada pela diminuição significativa da velocidade de redução dos níveis de glicose. Os animais deste grupo apresentaram níveis séricos elevados de triglicérides, e ausência de alterações significativas dos níveis de glicemia, insulinemia ou colesterol, quando comparados ao grupo controle. Não ocorreu variação no número de receptores de insulina nos tecidos hepático e muscular dos dois grupos, alimentados com a dieta rica em frutose e com a ração comercial. Entretanto, em amostras previamente imunoprecipitadas com anticorpo anti-IR e incubadas com anticorpo antifosfotirosina, a autofosforilação do receptor, estimulada pela insulina, mostrou-se reduzida para 72 +- 4% (p<0,000l) no fígado de ratos alimentados com a dieta rica em frutose. O nível protéico do IRS-1, como determinado por immunoblotting com anticorpo anti-IRS-1, não apresentou alterações nos dois tecidos do grupo que recebeu a dieta rica em frutose, comparado com o grupo controle. Em contraste, após estímulo insulínico, os ratos alimentados com a dieta rica em frutose demonstraram redução significativa do grau de fosforilação da pp185 (IRS-1 e 2), tendo atingido 83 +- 5% (p<0,05) no fígado, e 77 +- 4% (p<0,000l) no músculo. Os dados sugerem que estas alterações das etapas iniciais da transmissão do sinal insulínico possam ter significado importante no mecanismo de resistência à insulina encontrada neste modelo animalAbstract: Insulin stimulates the tyrosine kinase activity of its receptor resulting in the tyrosine phosphorylation of cytoplasmic proteins called pp185, which contain at least two substrates: insulin receptor substrate-l (IRS-l) and insulin receptor substrate-2 (IRS-2). These two substrates in tum associate with phosphatidylinositol 3-kinase (PI 3-kinase), thereby activating the latter. Feeding animals with high fructose diets results in insulin resistance. However the exact molecular mechanism is unknown. In the present study, we have investigated the levels and phosphorylation status of the insulin receptor and pp185 (IRS-l/2) protein, in both liver and muscle of Wistar rats fed a high fructose diet (66% total calories as fructose) by immunoblotting with specific antibodies. Feeding fructose for 28 days induced a discrete insulin resistance, as demonstrated by the insulin tolerance test (ITT). Plasma glucose, serum insulin and cholesterol of the two groups of rats (fructose and control) were similar, whereas the plasma triglyceride concentrations increased significantly in the rats eating the fructose diet (p<0.05). There were no changes in the insulin receptor concentration in the liver and muscle of both the high-fructose and the commercial chow fed rats. However, in samples previously immunoprecipitated with anti-IR antibody and blotted with antiphosphotyrosine antibody, insulin-stimulated receptor autophosphorylation was reduced by 72 +- 4% (p<0.000l) in the liver of rats fed high-fructose diet. The IRS-l protein levels, as determined by immunoblotting with anti-IRS-l antibody, were similar in both liver and muscle of the two groups of rats. In contrast, there was a significant decrease in pp185 (IRS-l/2) phosphorylation, to 83 +- 5% (p<0.05) in liver and 77 +- 4% (p