Molecular mechanisms involved in the development of insulin resistance in malnutrition mice submitted to experimental obesity

A resistência a insulina é um fator de risco para o diabetes mellitus tipo 2 (DM2) e é caracterizada pelo aumento da produção hepática de glicose, pela menor captação desse açúcar pelos músculos e tecido adiposo e pela hipersecreção de insulina pelas células beta pancreáticas. Estudos populacionais correlacionam o aporte insuficiente de nutrientes na fase gestacional e pós-natal com o desenvolvimento da resistência a insulina e do DM2 na vida adulta. Essas duas condições são frequentemente associadas a alterações no perfil de aminoácidos plasmáticos. Alguns estudos evidenciam menor concentração do aminoácido sulfurado, taurina, no plasma de humanos e camundongos diabéticos. Neste trabalho, investigamos o desenvolvimento da obesidade, da resistência a insulina e as alterações morfofisiológicas no pâncreas endócrino de camundongos submetidos a restrição protéica após o desmame e em seguida alimentados com dieta hiperlipídica. Também tivemos como objetivo verificar os efeitos da suplementação com taurina sobre o controle da homeostase glicêmica nesse modelo animal. Nossos resultados mostram que camundongos desnutridos respondem ao tratamento com dieta hiperlipídica de maneira semelhante aos camundongos alimentados com dieta normoprotéica. Ambos os grupos se tornaram obesos, hiperleptinêmicos e hipercolesterolêmicos; apresentou maior ingestão calórica, maior produção hepática de glicose e hipersecreção de insulina em ilhotas isoladas. A suplementação com taurina melhorou esses parâmetros com maior intensidade nos camundongos alimentados com dieta normoprotéica. Esses efeitos da taurina foram associados com maior fosforilação da proteína homóloga ao timoma viral (Akt) no fígado dos camundongos controles, e nos desnutridos houve maior fosforilação da proteína quinase ativada por AMP (AMPK). Em conclusão, a desnutrição pós desmame não acelera ou potencializa o desenvolvimento da resistência a insulina induzida por dieta hiperlipídica, porém confere resistência aos efeitos da suplementação com taurina.Insulin resistance is a risk factor for type 2 diabetes mellitus (T2DM) and is characterized by increased hepatic glucose output, the lower uptake of this sugar by muscle and adipose tissue and by hypersecretion of insulin by pancreatic beta cells. Population studies correlate the insufficient nutrient intake during pregnancy and early life stages with the development of insulin resistance and T2DM in adulthood. These two conditions are often associated with changes in plasma amino acid profile. Some studies show lower concentration of the sulfur-containing amino acid, taurine, in plasma of diabetic humans and mice. In this project, we investigate the development of obesity; insulin resistance and morphophysiological changes in the endocrine pancreas of mice subjected to protein restriction after weaning and then fed a high-fat diet. We also aimed to investigate the effects of taurine supplementation on the control of glucose homeostasis in this animal model. Our results show that undernourished mice respond to treatment with high fat diet similarly to mice fed a normal protein diet. Both groups became obese, hypercholesterolemic, hyperleptinemic, had higher caloric intake, increased hepatic glucose output and insulin hypersecretion in isolated islets. The taurine supplementation improved these parameters with greater intensity in mice fed a normal protein diet. These effects of taurine were associated with increased phosphorylation of thymoma viral oncogene homolog (Akt) in the liver of control mice and in malnourished mice; the phosphorylation of the AMP-activated protein kinase (AMPK) was increased. In conclusion, malnutrition after weaning doesn't accelerate nor potentiate the development of insulin resistance induced by high fat diet, but confers resistance to the effects of taurine supplementation