OBJETIVO: Avaliar o efeito da exposição à fumaça de cigarro e do treinamento de corrida em esteira rolante sobre a expressão do transportador de glicose GLUT4 no músculo oxidativo solear de ratos. MATERIAIS E MÉTODOS: Ratos Wistar foram divididos em: (C) controle, (E) exercitado, (SS) fumante sedentário e (ES) fumante exercitado. Foram realizados testes de tolerância à insulina, Western Blotting e RT-PCR para avaliação da expressão de GLUT4. RESULTADOS: O grupo SS apresentou menor sensibilidade à insulina, com redução de proteína GLUT4 na membrana plasmática (MP), sem alteração na fração microssomal, e conteúdo de RNAm aumentado. O treinamento reverteu esse quadro. Nenhuma intervenção alterou o conteúdo total de GLUT4 no músculo oxidativo. CONCLUSÃO: Esses resultados sugerem que o fumo estimula a transcrição de GLUT4 sem alterar o conteúdo total de proteína, porém prejudica a capacidade de translocação para a MP. Já o treinamento em esteira parece, mesmo sob influência do cigarro, reduzir seus efeitos deletérios.

OBJECTIVE: To evaluate the effect of exposure to cigarette smoke and running training on a treadmill on the expression of glucose transporter GLUT4 in oxidative soleus muscle of rats. MATERIALS AND METHODS: Wistar rats were divided into: (C) control, (E) exercise control, (SS), sedentary smoker, and (ES) exercise smoker. Insulin Tolerance Test, Western blotting, and RT-PCR were performed for the evaluation of GLUT4 levels. RESULTS: The SS group presented lower insulin sensitivity with reduced GLUT4 protein in the plasma membrane (PM), no changes in the microsomal fraction, but increased mRNA content. Training reversed this condition. No intervention altered total GLUT4 content of the oxidative muscle. CONCLUSION: These results suggest that passive smoking stimulates GLUT4 transcription without changing total protein content, but impairs the ability of GLUT4 translocation to the PM. On the other hand, training seems to reduce the deleterious effects, even under the influence of cigarette smoking.

OBJECTIVES: The aim of this study was to evaluate cardiovascular autonomic function in a rodent obesity model induced by monosodium glutamate injections during the first seven days of life. METHOD: The animals were assigned to control (control, n = 10) and monosodium glutamate (monosodium glutamate, n = 13) groups. Thirty-three weeks after birth, arterial and venous catheters were implanted for arterial pressure measurements, drug administration, and blood sampling. Baroreflex sensitivity was evaluated according to the tachycardic and bradycardic responses induced by sodium nitroprusside and phenylephrine infusion, respectively. Sympathetic and vagal effects were determined by administering methylatropine and propranolol. RESULTS: Body weight, Lee index, and epididymal white adipose tissue values were higher in the monosodium glutamate group in comparison to the control group. The monosodium glutamate-treated rats displayed insulin resistance, as shown by a reduced glucose/insulin index (-62.5%), an increased area under the curve of total insulin secretion during glucose overload (39.3%), and basal hyperinsulinemia. The mean arterial pressure values were higher in the monosodium glutamate rats, whereas heart rate variability (>7 times), bradycardic responses (>4 times), and vagal (~38%) and sympathetic effects (~36%) were reduced as compared to the control group. CONCLUSION: Our results suggest that obesity induced by neonatal monosodium glutamate treatment impairs cardiac autonomic function and most likely contributes to increased arterial pressure and insulin resistance.

FUNDAMENTO: A ressuscitação de parada cardíaca pode apresentar disfunção miocárdica determinada pelo tempo da isquemia, e a inibição da enzima conversora de angiotensina (ECA) pode reduzir a disfunção cardíaca durante a reperfusão. OBJETIVO: Investigar os efeitos da angiotensina-I e diferentes períodos de isquemia na recuperação funcional em corações de ratos isolados. MÉTODOS: Os corações isolados de ratos Wistar (n = 45; 250-300 g) foram submetidos a diferentes períodos de isquemia global (20, 25 ou 30 min) e reperfundidos (30 min) com o tampão Krebs-Henseleit, ou com a adição de 400 nmol/L de angiotensina-I, ou com 400 nmol/L de angiotensina-I + 100 µmol/L de captopril durante o período de reperfusão. RESULTADOS: A derivada positiva máxima de pressão (+dP/dt max) e o produto frequência-pressão foram reduzidos nos corações expostos à isquemia de 25 min (~ 73%) e à isquemia de 30 min (~ 80%) vs. isquemia de 20 min. A pressão diastólica final do ventrículo esquerdo (PDFVE) e a pressão de perfusão (PP) foram aumentadas nos corações expostos à isquemia de 25 min (5,5 e 1,08 vezes, respectivamente) e à isquemia de 30 min (6 e 1,10 vezes, respectivamente) vs. isquemia de 20 min. A angiotensina-I ocasionou uma diminuição no +dP/dt max e no produto frequência-pressão (~ 85-94%) em todos os períodos de isquemia e um aumento na PDFVE e na PP (6,9 e 1,25 vezes, respectivamente) apenas na isquemia de 20 min. O captopril foi capaz de reverter parcial ou completamente os efeitos da angiotensina-I na recuperação funcional nas isquemias de 20 e 25 min CONCLUSÃO: Os dados sugerem que a angiotensina-II participa direta ou indiretamente no dano pós-isquêmico e que a capacidade de um inibidor da ECA atenuar esse dano depende do tempo de isquemia.

BACKGROUND: Cardiac arrest resuscitation can present myocardial dysfunction determined by ischemic time, and inhibition of the angiotensin-converting enzyme (ACE) can reduce cardiac dysfunction during reperfusion. OBJECTIVE: To investigate the effects of angiotensin-I and different periods of ischemia on functional recovery in isolated rat hearts. METHODS: Isolated hearts from Wistar rats (n=45; 250-300 g) were submitted to different periods of global ischemia (20, 25 or 30 min) and reperfused (30 min) with Krebs-Henseleit buffer alone or with the addition of 400 nmol/L angiotensin-I, or 400 nmol/L angiotensin-I + 100 mmol/L captopril along the reperfusion period. RESULTS: The maximal positive derivative of pressure (+dP/dt max) and rate-pressure product were reduced in hearts exposed to 25 min ischemia (~73%) and 30 min ischemia (~80%) vs. 20 min ischemia. Left ventricular end-diastolic pressure (LVEDP) and perfusion pressure (PP) were increased in hearts exposed to 25 min ischemia (5.5 and 1.08 fold, respectively) and 30 min ischemia (6 and 1.10 fold, respectively) vs. 20 min ischemia. Angiotensin-I caused a decrease in +dP/dt max and rate-pressure product (~85-94%) in all ischemic periods and an increase in LVEDP and PP (6.9 and 1.25 fold, respectively) only at 20 min ischemia. Captopril was able to partially or completely reverse the effects of angiotensin-I on functional recovery in 20 min and 25 min ischemia. CONCLUSION: These data suggest that angiotensin-II directly or indirectly participates in the post-ischemic damage, and the ability of an ACE inhibitor to attenuate this damage depends on ischemic time.

INTRODUÇÃO E OBJETIVO: Sabe-se que o tabagismo pode provocar alterações cardiovasculares e redução na sensibilidade à insulina, e que o exercício físico melhora este quadro. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito do tabagismo e da prática de atividade física sobre a sensibilidade à insulina em músculo cardíaco de ratos, através da avaliação de expressão do transportador de glicose GLUT4. MÉTODOS: Ratos machos Wistar foram divididos em quatro grupos: (CS) controle, (CE) controle exercitado, (FS) fumante sedentário e (FE) fumante submetido ao exercício físico. Os grupos FS e FE foram submetidos à combustão de quatro cigarros/30 min/60 dias, 2x/dia. Os grupos CE e FE executaram corrida em esteira rolante durante 60 min/60 dias. Foi realizado teste de tolerância à insulina, e a expressão de GLUT4 no coração foi feita através de Western Blotting - ECL e RT-PCR. Foi utilizado método estatístico descritivo e o teste ANOVA, e as diferenças entre os grupos foram consideradas significantes quando P < 0,05. RESULTADOS: Nem o tabagismo nem a atividade física alteraram o peso corpóreo (CS: 364,7 ± 9,7; CE: 372,4 ± 7,2, FS: 368,9 ± 6,7; FE: 376,4 ± 7,8g) e o peso do coração (CS: 1,12 ± 0,05; CE: 1,16 ± 0,04; FS: 1,14 ± 0,05; FE: 1,19 ± 0,05g). A sensibilidade à insulina foi reduzida no grupo fumante, porém, a prática de exercício físico melhorou este quadro (CS: 3,7 ± 0,3; CE: 5,28 ± 0,5*; FS: 2,1 ± 0,7*; FE: 4,8 ± 0,09** %/min; *P < 0,05 vs. CS, **P < 0,05 vs. FS). Os conteúdos de RNAm e de proteína não se alteraram entre os grupos. Porém, quando se calculou o conteúdo total de proteína GLUT4 por grama de tecido, observou-se que o tabagismo causou redução e que o exercício induziu aumento neste parâmetro (CS: 119,72 ± 9,98; CE: 143,09 ± 9,09; FS: 84,36 ± 10,99*; FE: 132,18 ± 11,40# UA/g tecido, *P < 0,05 vs. CS, #P < 0,01 vs. FS). CONCLUSÃO: Conclui-se que o tabagismo reduz a sensibilidade à insulina e a capacidade do coração captar glicose. Já a prática de exercício físico moderado reverte este quadro por completo.

GOAL: Smoking can cause cardiovascular diseases and reduction on insulin sensitivity. This study evaluated the effect of smoking and associated moderate physical activity on the insulin sensitivity in the heart by GLUT4 gene expression. METHODS: Male Wistar rats were divided into 4 groups: (C) control, (Ex) exercised, (SS) sedentary smoker and (ES) exercised smoker. SS and ES groups were submitted to cigarette smoke exposition, 30 min/2x a day/60 days. Ex and EF groups performed running on a treadmill, during 60min/60 days. GLUT4 protein and mRNA contents analysis was performed by Western Blotting and RT-PCR, respectively. RESULTS: The results showed that neither smoking nor physical activity changed body weight (C: 364.7 ± 9.7, Ex: 372.4 ± 7.2, SS: 368.9 ± 6.7, ES: 376.4 ± 7.8 g) and heart weight (C: 1.12 ± 0.05; Ex: 1.16 ± 0.04; SS: 1.14 ± 0.05; ES: 1.19 ± 0,05g). Insulin sensitivity was reduced in sedentary smoker group, and exercise improved this condition (C: 3.7 ± 0.3; Ex: 5.28 ± 0.5 *; SS: 2.1 ± 0.7 *; ES: 4.8 ± 0.09 **; *P <0.05 vs C, ** P <0.05 vs. SS). mRNA and protein contents did not change among the groups. On the other hand, smoking caused reduction, and exercise provoked increase in GLUT4 total content per gram of heart (C: 119.72±9.98; Ex: 143.09±9.09; SS: 84.36±10.99*; ES: 132.18±11.40# AU/ g tissue, *P<0.05 vs C, #P<0.01 vs SS). CONCLUSION: We concluded that smoking reduces insulin sensitivity and the cardiac ability in uptaking glucose, which can be reversed by moderate physical exercise.

OBJETIVO: Investigar em ratos obesos o efeito da prática de exercício resistido sobre a sensibilidade à insulina e sobre a expressão de citocinas pró-inflamatórias e de transportador de glicose em músculo solear. MATERIAIS E MÉTODOS: Ratos Wistar alimentados com dieta hiperlipídica (grupos obesos) foram submetidos ao protocolo de exercício tipo jump squat. A sensibilidade à insulina e a expressão gênica de Tnf-α, SOCS3 e GLUT4 foram comparadas entre os grupos obesos sedentários (OS) e exercitados (OE) e controles sedentários (CS) e exercitados (CE). RESULTADOS: A sensibilidade à insulina estava reduzida no grupo OS e elevada no OE. Os conteúdos de RNAm de Tnf-α e de SOCS3 estavam aumentados no músculo esquelético do grupo OS e reduzidos no OE. O conteúdo proteico e de RNAm de GLUT4 não diferiu entre os grupos. CONCLUSÃO: O exercício resistido reverte o quadro de resistência à insulina periférica e de inflamação no músculo esquelético de obesos induzidos por dieta.

OBJECTIVE: To determine if resistive exercise protocol can modulate Tnf-α, SOCS3 and glucose transporter GLUT4 genes expression in skeletal muscle, and peripheral insulin sensitivity in obese rats induced by hyperlipidic diet. MATERIALS AND METHODS: Wistar obese rats induced by hyperlipidic diet were subjected a resistive exercise protocol as jump squat. Insulin sensitivity and mRNA content of Tnf-α, SOCS3 and GLUT4 were assayed and compared among the groups: obese sedentary (OS) and exercised (OE), control sedentary (CS) and exercised (CE). RESULTS: The mRNA content of Tnf-α and SOCS3 has increased in skeletal muscle from OS and has decreased in OE group. The protein and GLUT4 mRNA contents were correlated but they did not change among the groups. Peripheral insulin sensitivity has increased in the OE compared to OS group. CONCLUSION: The resistive exercise reverses the peripheral insulin resistance and the inflammatory state in skeletal muscle from diet-induced obese rats.

A regulação da homeostasia intra e extra-celular da glicose está diretamente relacionada ao controle preciso da expressão dos genes que codificam as diferentes isoformas de proteínas transportadoras de glicose, as quais se expressam de maneira tecido-específica, em conseqüência do padrão de ativação dos fatores transcricionais reguladores de cada gene, em cada tipo celular. A síndrome metabólica (SM) abrange uma grande variedade de alterações fisiopatológicas, todas de repercussões sistêmicas, acometendo os mais distintos territórios do organismo, nos quais alterações nos transportadores de glicose presentes são observadas em maior ou menor grau. A presente revisão abordará as alterações na expressão de transportadores de glicose claramente demonstradas na literatura, cujas repercussões nos fluxos territoriais de glicose auxiliam na compreensão de mecanismos fisiopatológicos da SM, assim como dos tratamentos propostos para esta entidade.

Intra- and extra-cellular glucose homeostasis is directly related to gene expression control of different isoforms, which encode different glucose transporters, being tissue-specifically expressed, as a consequence of transcriptional factors activity of each gene, in each cellular type. The metabolic syndrome (MS) comprises a wide range of physiopathological abnormalities, all involved in systemic changes, which occur in different territories of the body, where glucose transporters changes are observed in diverse degrees. The present review will describe the glucose transporters expression changes clearly shown in literature, which reflexes in glucose flow, and can facilitate the MS physiopathological understanding, as well as possible treatments for the syndrome.

A influência da glândula pineal sobre o metabolismo de carboidratos vem sendo investigada há décadas. Entretanto, resultados contraditórios não esclarecem, até o momento, o verdadeiro papel da melatonina sobre a homeostasia dos carboidratos. Através de estudos recentes, contribuímos de maneira ineqüívoca para a caracterização do papel da glândula pineal como moduladora do metabolismo de carboidratos. Além disso, à luz dos conhecimentos atuais, demonstramos quais passos do mecanismo de ação da insulina estão envolvidos nessa modulação. Nossos estudos revelaram que a pinealectomia promove um quadro de resistência à insulina, sem obesidade. A captação máxima de 2-deoxi-glicose, estimulada por insulina, em adipócitos isolados está diminuída, sem entretanto modificar a capacidade da insulina ligar-se ao seu receptor e estimular a fosforilação dos substratos intracelulares representados pela pp 185. Por outro lado, em vários tecidos sensíveis à insulina, observou-se uma diminuição no conteúdo da proteína transportadora de glicose GLUT4, mas diminuição no mRNA do GLUT4 apenas em alguns desses tecidos, sugerindo uma regulação tecido-específica. Adicionalmente, foi demonstrado que a regulação da glândula pineal sobre o metabolismo de carboidratos é mediado pela melatonina: o hormônio aumentou a sensibilidade à insulina de adipócitos isolados e o tratamento de reposição com melatonina restaurou o conteúdo de GLUT4 no tecido adiposo branco. Em síntese, os estudos aqui relatados evidenciam um importante papel da glândula pineal na modulação da homeostasia de carboidratos. Essa regulação é dependente da melatonina e pode ser resumida, até o presente momento, como um aumento da sensibilidade tecidual à insulina, que envolve alterações na expressão gênica do GLUT4.

For decades, the influence of the pineal gland on carbohydrate metabolism has been investigated. However, contradictory results have not yet elucidated the role played by melatonin in carbohydrate homeostasis. In our recent studies, we have contributed to characterize the role of the pineal gland as a modulator of carbohydrate metabolism. In addition, based on present-day knowledge, we have demonstrated the steps of insulin action mechanism involved in this modulation. Our studies reveal that pinealectomy causes a condition of obesity-free insulin resistance. The maximum uptake of 2-deoxi-glucose prompted by insulin in isolated adipocytes is diminished, without however changing the insulin capacity to bind to its receptor, and to stimulate the phosphorilation of intracellular substrates represented by pp 185. Conversely, in several insulin-sensitive tissues, our studies detected a decrease in the amount of glucose transporter protein GLUT4, and a decrease in GLUT4 mRNA in only some of these tissues, suggesting a tissue-specific regulation. Additionally, it was demonstrated that the pineal gland regulation influences carbohydrate metabolism through melatonin, by our demonstration that the hormone increased insulin sensitivity of isolated adipocytes, and that melatonin replacement therapy restored the amount of GLUT4 in white adipose tissue. In summary, the studies reported here evidence an important role played by the pineal gland in the modulation of carbohydrate homeostasis. This regulation seems to be melatonin-dependent and can be described, so far, as an increase in tissue sensitivity to insulin, which involves changes in GLUT4 gene expression.

A resistência à insulina é um elemento chave na gênese de várias alterações fisiopatológicas. O esquema de restrição alimentar meal-feeding (MF) consiste na oferta de uma única refeição diária de 2h, sem, contudo, limitar a quantidade de alimento durante esse período. Este esquema determina várias adaptações morfo-metabólicas, algumas sugerindo maior sensibilidade à insulina. No presente estudo investigou-se, em adipócitos isolados, a sensibilidade à insulina de ratos submetidos a treinamento alimentar e tornados diabéticos (MFD) comparando-os com ratos em livre curso alimentar diabéticos (FFD). A curva dose resposta da captação de 2-deoxi-D-glicose estimulada por insulina sugeriu maior sensibilidade, enquanto a captação máxima foi significativamente maior (p<0,05) nos ratos MFD. Esta maior responsividade à insulina refletiu-se no metabolismo dos adipócitos que mostraram aumento (p<0,05) na capacidade máxima de oxidar glicose a CO2 e incorporar glicose em triacilglicerol. O aumento da resposta celular à insulina em ratos MFD refletiu-se in vivo em menor (p<0,05) insulinemia e maior (p<0,05) índice glicose/insulina (G/I). Em conjunto, os resultados indicam que o treinamento alimentar melhora a resposta à insulina em ratos diabéticos, o que pode representar uma abordagem alternativa no tratamento do diabetes mellitus.

Insulin resistance is a key element in the genesis of several pathophysiological changes. Meal feeding (MF) - one daily 2-hour meal, without food restriction in the period - determines several morpho-metabolic adaptations, some of them suggesting enhanced insulin sensitivity. In the present study with isolated adipocytes, we investigated insulin resistance in rats submitted to meal feeding, making them diabetic (MFD). Later, they were compared with diabetic rats under a free feeding diet (FFD). The insulin-stimulated 2-deoxy-D-glucose uptake dose-response curve suggested higher sensitivity, whereas maximum uptake was significantly higher (p<0.05) in MFD rats. This higher sensitivity to insulin had an impact on adipocyte metabolism which showed an increase (p<0.05) in its capacity to oxidize glucose to CO2 and to transform glucose into triacilglicerol. The increase in the cellular response to insulin in MFD rats in vivo resulted in lower insulinemia (p<0.05) and in higher glucose/insulin (G/I) index (p<0.05). In combination, these results indicate that meal feeding improves insulin response in diabetic rats, which can represent an alternative approach in treating diabetes mellitus.

A glicose, principal fonte de energia celular, é transportada na maioria das células por difusão facilitada, através de proteínas transportadoras presentes na membrana plasmática. Está caracterizada a existencia de urna familia de transportadores (GLUT1-GLUT7), com características funcionáis e distribuição tecidual distintas. Por outro lado, em epitelios intestinal e tubular renal, o transporte é contra gradiente e acoplado ao Na+ na membrana apical das células através de cotransportadores (SGLT1-SGLT2), com posterior difusão para o intersticio através de GLUTs presentes na membrana basolateral. As alterações fisiopatológicas do transporte de glicose passaram a ser investigadas através da análise dos transportadores, objetivando futuras abordagens preventivas ou terapêuticas. Uma mutação em um aminoácido do SGLT1 já foi descrita na malabsorção de glicose/galactose. Na glicosúria renal familiar, a participação do SGLT2 e do SGLT1 parece ser fundamental, seja por perda da capacidade de transporte, seja por diminuição na afinidade do transportador. A síndrome de De Vivo, descrita em recém-nascidos com quadro convulsivo, e hipoglicorraquia na vigência de normoglicemia, foi atribuída a uma redução no conteúdo de GLUT1, nas células endoteliais da barreira hematoencefálica. Extensas investigações têm sido conduzidas para avaliar o papel do GLUT4 em alterações de sensibilidade insulínica, tais como diabete melito tipo 2 (DM2). Os estudos revelam que no DM2, o GLUT4 reduz-se dramaticamente o que desempenha um importante papel na resistência insulínica. Na obesidade, o conteúdo de GLUT4 não está diminuído enquanto a sensibilidade à insulina estiver preservada. É plausível propor-se que a modulação do GLUT4 seja acionada por uma conjunção de fatores que expressam a sensibilidade celular à insulina. Além disso, o DM altera o conteúdo de GLUT 1 e GLUT2 no túbulo renal, mas o papel dessa modulação no processo de reabsorção da glicose ainda é desconhecido.

Glucose, the main source of energy in the cell, is transported in most cells through facilitated diffusion, by the transporter proteins present in the plasma membrane. These proteins constitute a family of transporters (GLUT1-GLUT7), with distinct functional features and tissue distribution. In epithelial tissues, such as intestine and renal tubule; however, glucose transport is against its gradient, and coupled to Na+, in the apical membrane of these cells through cotransporters (SGLT1-SGLT2), with posterior diffusion into the interstice through the GLUTs present in the basolateral membrane. Physiopathological changes in glucose transport started to be analysed through transporters with a view to future preventive or therapeutic approaches. Mutation in one amino acid of the SGLT1 has been described in glucose/galactose malabsorption. In familial renal glycosuria, the participation of SGLT2 and SGLT1 seems to be fundamental, either by loss of transport capacity or by decrease in the transporter affinity. De Vivo's syndrome, described in convulsive infants with hypoglycorrachia during normoglycaemia, has been attributed to a reduction in the GLUT1 content in endothelial cells at the blood-brain barrier. Extensive studies have been conducted to assess the role of GLUT4 in changes related to insulin sensitiveness, such as diabetes mellitus type 2 (DM2). These studies have revealed that, in DM2, the GLUT4 content is drastically reduced, playing an important role in insulin resistance. In obesity, the GLUT4 content is not diminished providing that insulin sensitiveness is preserved. It is plausible to propose that the modulation of GLUT4 is triggered by a combination of factors indicating cellular sensitiveness to insulin. In addition to that, DM changes the GLUT1 and GLUT2 contents in the renal tubule, but the role of this modulation during the process of glucose reabsorption is still unknown.