Irisina e insulino-resistência em modelos animais de obesidade e diabetes tipo 2

Abstract

A Diabetes Mellitus é uma entidade patológica bastante prevalente a nível mundial. A Diabetes Mellitus tipo 2 caracteriza-se por um estado de insulino-resistência hepática nos tecidos periféricos, principalmente no músculo esquelético, estando frequentemente associada a obesidade e sedentarismo. A hiperglicemia crónica associa-se a disfunção celular, em parte devido à produção de AGE’s e seus precursores (glicação), particularmente o metilglioxal. As miocinas constituem um grupo de péptidos expressos e segregados pelo músculo esquelético. Entre eles encontra-se a irisina, que actua no tecido adiposo, promovendo a sua actividade metabólica e termogénese (browning), em parte utilizando substratos lipídicos. Assim, o nosso objectivo consiste em avaliar se o metilglioxal potencia os efeitos da dieta hiperlipídica no desenvolvimento de insulino-resistência muscular e na secreção de miocinas num modelo animal. Estudámos quatro grupos de ratos Wistar: um controlo (Ct), um ao qual foi administrado metilglioxal (MG), um mantido com dieta hiperlipídica (HFD) e um mantido com dieta hiperlipídica e administração de metilglioxal (HFDMG). Um grupo de ratos Goto-Kakizaki (GK), um modelo diabético tipo 2 não obeso, com a mesma idade, também foi utilizado. Avaliámos o perfil metabólico sistémico e diversos parâmetros no músculo esquelético. O metilglioxal, quando associado a dieta hiperlipídica, induziu insulino-resistência muscular e intolerância à glicose, quando comparado com os controlos, não se observando alterações significativas nos grupos MG e HFD. Também a administração de metilglioxal juntamente com a dieta hiperlipídica resultou em níveis reduzidos de irisina sérica. Estes resultados sugerem que o metilglioxal pode estar envolvido no desenvolvimento de insulino-resistência muscular, assim como na alteração da expressão ou secreção de miocinas em condições de hiperlipidémia. Desta forma, a glicação poderá contribuir para o desenvolvimento e progressão das alterações metabólicas relacionadas com a insulino-resistêmcia muscular comummente observadas na obesidade e na pré-diabetes

Diabetes Mellitus is a worldwide prevalent disease characterized by a state of insulin-resistance in liver and peripheral tissues, mainly skeletal muscle. Chronic hyperglycemia is associated with cellular dysfunction, partially due the production of AGE’s and their precursors (glycation), namely methylglyoxal. Myokines are a group of peptides expressed and secreted by the skeletal muscle. Among those peptides, irisin is of particular interest, as it acts in adipocytes to promote its lipid catabolysm and thermogenesis (browning). Thus, our aim was to assess if methylglyoxal bolsters the effects of a high-fat diet in the development of skeletal muscle insulin-resistance and myokines secretion in rats. Therefore, Wistar rats were divided into four groups: one control group (Ct), one group with methylglyoxal supplementation (MG), one group fed a high-fat diet (HFD) and one group with both (HFDMG). A group of age-matched Goto-Kakizaki rats (GK), a type 2 diabetic model, was also used. The systemic metabolic profile and skeletal muscle parameters were evaluated. Methylglyoxal, when combined with a high-fat diet, induced insulin-resistance in skeletal muscle and glucose intolerance, when compared to the control group, while no significant changes were observed in MG and HFD groups. Furthermore, methylglyoxal combined with high-fat diet resulted in reduced serum irisin. These results suggest that methylglyoxal may be involved in the development of insulin-resistance in skeletal muscle, as well as changes in the expression or secretion of myokines in hyperlipidemia. Thus, this study suggests that glycation may be involved in the development and progression of the metabolic alterations commonly observed in obesity and pre-diabetes.