Efekat eksperimentalnog dijabetesa tipa 1 i supstitucione terapije na molekule regulisane insulinom u srcu pacova

Abstract

Insulinska deficijencija i hiperglikemija, koje predstavljaju osnovne karakteristike dijabetesa tipa 1, povezane su sa brojnim endokrinim i metaboličkim promenama, a jedna od najčešćih komplikacija je povećana učestalost nastanka kardiovaskularnih oboljenja. Zbog toga je rana i adekvatna primena terapije insulinom neophodna, kako za kontrolu bolesti, tako i za prevenciju potencijalnih komplikacija. Polazna hipoteza istraţivanja čiji su rezultati obuhvaćeni ovom doktorskom disertacijom je bila da u stanju hipoinsulinemije i hiperglikemije moţe doći do promena u signalnom putu insulina u srcu, što moţe da se odrazi na produkciju azot-monoksida i iskorišćavanje energetskih supstrata, a da bi supstitucija insulinom trebala da koriguje nastale promene. Za uspostavljanje eksperimentalnog modela dijabetesa tipa 1, muţjaci pacova soja Wistar tretirani su streptozotocinom (60 mg/kg). Poznato je da se akutni dijabetes javlja između osmog dana i tri nedelje, a hronični 3 nedelje nakon tretmana streptozotocinom. Ţivotinje sa dijabetesom su ili bile netretirane 2 nedelje ili podvrgnute subhroničnom tretmanu insulinom (3 IU) u trajanju od 7 dana. Za analizu su selektirani signalni molekuli Akt i ERK koji predstavljaju medijatore gotovo svih efekata insulina u srcu. Osim toga analizirani su i efektorni molekuli regulisani preko aktivacije signalnih puteva Akt i ERK, kao što su eNOS i iNOS, uključeni u sintezu azot-monoksida, kao i transporteri glukoze GLUT1 i GLUT4 i transporter masnih kiselina CD36. Ispitivana je ekspresija ovih molekula na nivou gena i proteina i/ili fosforilacija, kao i unutarćelijska lokalizacija transportera za glukozu i masne kiseline u srcu. Poznato je da je kompeticija između arginaze i NOS za zajednički supstrat L-arginin, ograničavajući faktor za proizvodnju azot-monoksida...

nsulin deficiency and hyperglycemia, which are the main features of Type 1 diabetes are associated with a number of endocrine and metabolic disorders and one of the most common complications is the increased incidence of cardiovascular diseases. Therefore, appropriate insulin replacement therapy is necessary in order to control the disease, as well as for the prevention of potential complications. We hypothesized that insulin deficiency and hyperglycemia may lead to changes in cardiac insulin signalling pathway which consequently may result in changes in nitric oxide production and utilization of energy substrates, and that insulin replacement is required to correct the changes. To induce experimental Type 1 diabetes, male Wistar rats were injected intraperitoneally with streptozotocin (65 mg/kg). Acute diabetes was reported to occur between 8 days and 3 weeks, and chronic diabetes within 3 weeks after streptozotocin administration. Diabetic animals were either maintained untreated, or treated with insulin (3 IU) daily for a week. For analysis, intracellular signaling molecules Akt and ERK1/2 were selected, which are important intermediary of almost all effects of insulin in the heart. Furthermore we analyzed effector molecules which are regulated through activation of Akt and ERK signaling pathways, such as eNOS and iNOS, involved in the synthesis of nitric oxide, as well as glucose transporter GLUT1 and GLUT4 and transporter of fatty acids CD36. In the present study we examined the expression and/or phosphorylation of the molecules, as well as the subcellular localization of the transporters for glucose and fatty acid in the heart. It is known that the competition between arginase and NOS for a common substrate L-arginine is a limiting factor for the production of nitric oxide...