Ritmo diario da secreção de insulina por ilhotas pancreaticas isoladas de rato : correlação com permeabilidades a potassio e calcio

Investigaram-se a secreção de insulina e os efluxos de K+ e Ca2+,em ilhotas pancreáticas de rato, isoladas em seis diferentes momentos do dia (0,4, 8, 12, 16 e 20 h) Para o estudo da secreção de insulina, utilizaram-se ilhotas de ratos, alimentados ou submetidos a jejum durante 48 horas, incubadas (60 min a 37°C) em condição estática, em tampão-Krebs contendo glicose (entre zero e 27,7 mM), após pré-incubação durante 30 minutos. Os efluxos de K+ e Ca2+ foram determinados pela medida das taxas de efluxo de 86Rb e 45Ca, respectivamente, em ilhotas previamente carregadas desses traçadores e perfundidas por Krebs contendo diferentes concentrações de glicose. Ritmo diário da secreção de insulina foi observado em G 5,6 (Krebs contendo glicose [5,6 mM]) e em G 8,3, concentrações nas quais a maior secreção ocorreu no período escuro. O grupo do período escuro apresentou deslocamento, para a esquerda, da curva de secreção de insulina em resposta a glicose, com menor limiar estimulatório que o grupo do período claro. Incremento da concentração extracelular de glicose (de 5,6 para 8,3 mM) provocou maior aumento da secreção de insulina, no período escuro. o ECso das curvas de secreção de insulina foi mínimo à O h e máximo às 8h. Verificou-se correlação negativa, ao longo do dia, entre o efeito da retirada de glicose do Krebs, sobre o efluxo fracional de 86Rb, e os valores da secreção de insulina em G O. Constatou-se variação diária do efeito da supressão de glicose do Krebs, sobre o efluxo de 86Rb, com valores máximo e mínimo às 16 e 4 h, respectivamente. Jejum durante 48 horas não impediu a ocorrência de variação diária do efluxo de 86Rb. Contudo, provocou redução, tanto dos valores de parâmetros que medem esse efluxo, quanto da amplitude de variação dos mesmos, nas 24 horas do dia. Provocou, também, aparente deslocamento de fase dos parâmetros que representam o efeito da retirada de glicose do meio de perfusão. o efeito máximo de glicose (8,3 mM), ao reduzir a taxa de efluxo de 86Rb, foi observado à O h, enquanto o mínimo foi registrado às 12 h. Verificou-se significativa correlação, ao longo do dia, entre os valores da secreção de insulina e a intensidade da inibição do efluxo de 86Rb, provocada por glicose (8,3 mM). Embora se tenha constatado variação diária do efluxo de 45Ca, em G 16,7, com valor máximo às 20 h, não se observou correlação entre este parâmetro e os valores da secreção de insulina, em presença de G 16,7. Diante desses resultados, conclui-se que, em células beta de ilhotas pancreáticas isoladas de rato: A sensibilidade a glicose está diminuída no período claro. A responsividade a glicose é máxima à O h e mínima às 8 h. A secreção de insulina, estimulada por concentrações fisiológicas de glicose, é maior durante o período de atividade dessa espécie, o que decorreria do maior efeito de glicose, ao reduzir a permeabilidade a potássio, no período escuro. A ativação de canais K+ATP provocada por glicopenia é, aparentemente, mais extensa ao final do período de repouso dessa espécie. o ciclo alimentação-jejum, aparentemente, exerce efeito mascarador sobre o ritmo diário do efluxo de potássioThis thesis examines the insulin secretion and the t<" and Ca2+ effluxes in pancreatic islets at different times of the day. Insulin secretion was measured during a 60 min incubation (37°C) of islets from fed or 48 h-starved rats. The t<" and Ca2+ effluxes were determined by measuring the rate of Rb + and Ca2+ efflux, respectively, from islets preloaded with these tracers and incubated in Krebs solution containing different concentrations (O; 2.8; 5.6; 8.3; 11.1; 16.7 and 27.7 mM) of glucose. A diary rhythm was observed in insulin secretion, with the highest release occurring during the dark period in G 5.6 (Krebs containing 5.6 mM glucose) and G 8.3. The dark period insulin secretion curve in response to glucose was shifted to the left compared with the light period response and showed a lower stimulatory threshold. Thus, the lowest ECso for stimulation by glucose was observed at 12:00 a.m. (7.8 mM) and the highest at 8:00 a.m. (12.4 mM). During the day, a negative correlation was shown between the effect of the glucose withdraw from the Krebs, on the fractional efflux of the 86Rb and the levei of insulin secretion in G O. For the former, the maximum and minimum occurred at 4:00 p.m. and 4:00 a.m., respectively. Starvation for 48 h did not inhibit the occurrence of 86Rb efflux although there was a reduction in the absolute values and in the range of variation over a 24 h period. It also induced apparent shift of phase of the parameters that represents the effect of the glucose remova I from the perfusion medium. The maximum and minimum effects of 8.3 mM glucose in reducing the efflux rate were observed at 12:00 a.m. and 12:00 p.m., respectively. Over a 24 h period, there was a significant correlation between the levei of insulin secretion and the inhibition of 86Rb efflux induced by 8.3 mM glucose. Although the efflux of 45Ca in G 16.7 peaked at 8:00 p.m., there was no correlation between this parameter and the levei of insulin secretion in thisconcentration of glucose. These results indicate that in response to physiological concentrations of glucose, beta cells of the rar s isolated pancreatic islets release more insulin during the normal activity period of the species. This higher secretion may be related to an improved ability of glucose to reduce the permeability of these ceUs to potassium during the dark period. The glycopenia-mediated activation of t(" ATP channels in rat pancreatic beta ceUs is greater at the end of this species' rest period. The feeding-starvation cycle appears to mask the daily rhythm of potassium efflux from beta ceU