Participação das proteinas quinases C e A na modulação da secreção de insulina em ilhotas de Langerhans de ratos submetidos a restrição proteica

A regulação da secreção de insulina em resposta à alimentação é determinada pela ação direta de nutrientes sobre as células B pancreáticas e pelos efeitos indiretos mediados pela ativação hormonal e neural. Sabe-se que 5()o,Io da insulina secretada no período pós-prandial imediato depende da estimulação colinérgica e que no diabetes tipo 2, a fase rápida da secreção de insulina é a primeira a desaparecer. llhotas de ratos desnutridos também apresentam perfil de secreção de insulina sem o padrão bifãsico. Sabe-se que a regulação da secreção de insulina estimulada por glicose pode ser modulada pelas vias que envolvem a ativação das proteínas quinas e C e A (pKC e PKA). Assim, o presente trabalho teve como objetivo estudar a participação das proteínas PKA e PKC na modulação do processo secretório de insulina em ilhotas isoladas de ratos submetidos à restrição protéica. Os animais foram divididos em dois grupos experimentais, um grupo controle tratado com dieta normoprotéica (NP) (17%) e outro grupo desnutrido tratado com dieta hipoprotéica (LP) (6%). Após dois meses de desnutrição os animais foram sacrificados para o início dos experimentos. llhotas isoladas do pâncreas destes animais foram utilizadas para protocolos de secreção estática e dinâmica de insulina, imunohistoquímica para as enzimas PKA e PKC e análise da expressão gênica para as proteínas em questão. Nossos resultados demonstraram que a dieta LP reduziu a massa corpórea e a albuminemia dos animais. O grupo de animais submetidos a dieta LP mostrou níveis !elevados de ácidos graxos livres no plasma e redução dos níveis de proteínas totais em relação ao grupo NP, caracterizando o quadro de desnutrição. A insulinemia no período alimentado apresentou-se reduzida nos animais LP e a glicemia mantida, sugerindo uma maior sensibilidade dos animais LP ao hormônio insulina.. A resposta secretória de insulina pelas ilhotas LP foi menor que a resposta das ilhotas NP, quando estimuladas com o forbol éster (PMA), um potente estimulador da PKC e Forskolin, um potente estimulador da PKA .Quando ilhotas foram estimuladas com PMA (400 11M) o aumento da secreção de insulina foi significativamente maior no grupo NP quando comparado ao grupo LP. A técnica de imunohistoquímica, revelou uma diminuição na quantidade das enzimas PKA e PKC, estes resultados foram confirmados utilizando-se a técnica de Westem Blotting, onde foram encontrados níveis reduzidos da PKC e PKA em aproximadamente 30% no grupo LP (p<0.05). RT -PCR mostrou uma diminuição também na quantidade de mRNA para ambas as enzimas em estudo, o que nos sugeriu uma possível relação entre a restrição protéica, a qual o animal foi submetido, e alterações na transcrição de genes que codificam enzimas relacionadas com o processo secretório. Até o momento podemos concluir que, a alteração no conteúdo destas enzimas neste modelo experimental permite explicar, pelo menos em parte, a diminuição na resposta secretória encontrada na estimulação com glicose, PMA e F orskolin. Mais ainda, a restrição protéica no período pós-desmame induziu modificações transcricionais para enzimas chave no processo secretório de insulinaThe effects of carbamylcholine (CCh) and phorbol12-myristate 13-acetate (PMA) on insulin secretion were studied in pancreatic islets from rats maintained on a normal (17%; NP) or low (6%; LP) protein diet. Isolated islets were incubated for 1 h in Krebs-bicarbonate solution containing 8.3 mmol/L glucose, with orwithoutPMA (400 J.UI1ol/L) and CCh. Increasing concentrations ofCCh (0.1-1 000 _mol/L) dose dependent1y increased the insulin secretion by islets from both groups of rats. However, the dose--response curve to CCh was shifted to the right in LP islets with an ECso of2.15 :t: 0.7 and 4.64:t: 0.1 _mol CCh/L in NP and LP islets, respectively (P < 0.05). The PMA-induced insulin secretion was three-fold higher in NP compared to LP islets. Western bloting revealed that the PKCa. and PLCJ31 contents ofLP islets were 300,10 lower than in NP islets (P < 0.05). In addition, PKCa. mRNA expression was reduced by 50% in islets from LP rats. In conclusion, a reduced expression ofPKCa. and PLCJ31 may be involved in the decreased insulin secretion by islets from LP rats following stimulation with CCh and PMA. We also investigated the efIects offorskolin, a stímulator ofadenylyl cyc1ase, on insulin secretíon by pancreatic islets from rats fed a normal (17%; NP) or low (6%; LP) protein diet for 8 weeks. Isolated islets were incubated for 1 h in Krebs-bicarbonate solution containing 8.3 mmol glucose/L, with or without 10 J.UI101 forskolin/L. The forskolin-induced insulin secretion was higher in NP than in LP islets (P < 0.05). Western Iblotting revealed that the amount of the alpha cata1ytic subunit of protein kinase A (pKAa.) was 35% lower in LP compared with NP islets (P < 0.05). Moreover, PKAa. MRNA expression was reduced by 300.10 in islets from LP rats (P < 0.05). Our results indicated a possible relationship between a low protein diet and a reduction ofPKAa. expression. These alterations in PKAa. may be partly responsible for the decreased insulin secretion by islets from rats fed a low protein die