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Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia

Print version ISSN 0102-0935

Arq. Bras. Med. Vet. Zootec. vol.64 no.5 Belo Horizonte Oct. 2012

http://dx.doi.org/10.1590/S0102-09352012000500006 

MEDICINA VETERINÁRIA

 

Correlação entre cálcio e insulina durante o teste de tolerância à glicose em ovelhas gestantes e não gestantes

 

Calcium and insulin correlation during the glucose tolerance test in pregnant non-pregnant ewes

 

 

E. SchmittI,II; A. SchneiderI; M.A. GoulartI; E. SchweglerI; R.A. PereiraI; D.A.C. HoffmannI; M.S. LopesI; L.T. HaxI; F.A.B. Del PinoI; M.N. CorrêaI

INUPEEC, Núcleo de Pesquisa - Ensino e Extensão em Pecuaria - Universidade Federal de Pelotas, RS
IIEMBRAPA Rondônia, Porto Velho, RO

 

 


RESUMO

Compararam-se as concentrações de cálcio, glicose e insulina em ovelhas gestantes e não gestantes submetidas ao teste de tolerância à glicose (TTG). Oito ovelhas gestantes (GG) e oito não gestantes (NG) foram submetidas ao TTG por meio da administração endovenosa de uma solução de glicose, na dose de 500mg/kg de peso vivo. Amostras de sangue foram coletadas nos tempos de -15, zero, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150 e 180 minutos, sendo zero min o momento da infusão, para avaliação da concentração sanguínea de glicose, cálcio e insulina. Foi avaliada a taxa de metabolização de glicose e insulina, por meio do cálculo da área sob a curva (ASC). As concentrações de glicose, cálcio, insulina e a ASC da insulina não diferiram entre os grupos (P>0,05), entretanto as três últimas ASCs da glicose foram mais elevados nas gestantes (P<0,05), que correspondem ao período entre 90 e 180min. O teste de correlação de Pearson revelou correlação negativa entre concentração de cálcio e insulina nas gestantes (P<0,05). Estes resultados indicam menor taxa de metabolização de glicose em ovelhas gestantes e uma possível relação de cálcio e insulina no terço final de gestação.

Palavras-chave: gestação, ovelha, teste de tolerância, glicose, insulina


ABSTRACT

The aim of this study was to investigate glucose, insulin and calcium metabolism during the Glucose Tolerance Test (GTT) in pregnant or nonpregnant ewes. Eight pregnant (PG) and nonpregnant (NPG) ewes per group received a glucose endovenosus bolus containning 500mg/kg in one minute. Blood samples were collected on -15, 0, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150 and 180 minutes interval (0 min - injection). These samples were used to evaluate glucose, calcium, insulin concentration, as well as insulin and glucose metabolization rate, which were determined by calculating the Area Under the Curve (AUC). The calcium, glucose and insulin concentrations were not different between groups. However, the three last glucose ASCs were higher in the pregnant group and in this group calcium and insulin blood concentrations were negatively correlated .These results showed lower glucose tolerance in pregnant ewes and suggest a link between insulin and calcium in the late pregnancy.

Keywords: ewe, glucose tolerance test, insulin, pregnancy


 

 

INTRODUÇÃO

A gestação provoca diversas alterações no metabolismo materno, aumentando em aproximadamente 75% a demanda nutricional no final da gestação (Bauman e Currie, 1980). Esta condição induz a adaptações no metabolismo da gestante, levando à maior ingestão calórica e ao aumento da resposta secretória de insulina (Brelje et al., 1993). Nesse período, cerca de 35% da glicose circulante da gestante são direcionadas para atender à demanda energética da unidade feto-placentária, sustentada pela redução progressiva e reversível da sensibilidade à insulina nos tecidos periféricos da gestante (Hay et al., 1983). Dessa forma, o feto adquire uma vantagem competitiva quanto à utilização de carboidratos, garantindo seu desenvolvimento final (Holness e Sugden, 1999).

Assim como no metabolismo dos carboidratos, a demanda de cálcio também atinge o seu pico no final da gestação devido à mineralização do esqueleto fetal, ocasionando adaptações no metabolismo da gestante (Brommage e Deluca, 1985). A participação desse mineral em importantes funções metabólicas vem sendo enfatizada por sua ação como segundo mensageiro celular em processos de exocitose dos sistemas endócrino, imune, nervoso e muscular (Oheim et al., 2006). A relevância desses sistemas para manutenção das funções vitais determina um rígido controle na homeostase do cálcio envolvendo os hormônios da paratireoide, a calcitonina e a vitamina D (Kovacs e Kronenberg, 1997). Apesar disso, a ocorrência de distúrbios, como a hipocalcemia, tem aumentado nas últimas décadas, principalmente em rebanhos leiteiros, pois estes estão correlacionados com a produção de leite (Goff, 2008).

Alguns autores têm correlacionado a manifestação dessa enfermidade com o balanço energético em ruminantes (Schlumbohm et al., 2003; Ingvartsen, 2006), e mesmo na década de 70, já havia sido demonstrada em vacas leiteiras a relação da concentração de cálcio na diminuição da secreção de insulina (Blum et al., 1972). Recentemente essas relações foram mais bem exploradas, demonstrando a participação do cálcio nas diferentes fases de secreção de insulina pelas células β-pancreáticas (Walz, 2007) e no metabolismo de carboidratos (Schlumbohm et al., 2003; Rutter et al., 2006).

Técnicas como o teste de tolerância à glicose (TTG) têm sido empregadas em ruminantes para a determinação da capacidade de metabolização de glicose e a resposta na liberação pancreática de insulina (Schlumbohm et al., 2003; Regnault et al., 2004). Tais estudos demonstram importantes diferenças entre gestantes e não gestantes, principalmente no terço final de gestação (Regnault et al., 2004), além de correlacionarem níveis plasmáticos de cálcio na gestante com a taxa de metabolização de glicose (Schlumbohm et al., 1997; Schlumbohm et al., 2003). Com base nestas evidências, buscou-se comparar as taxas de metabolização de glicose e insulina, bem como sua correlação com a concentração sérica de cálcio total em ovelhas gestantes e não gestantes submetidas ao teste de tolerância à glicose.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizadas oito ovelhas entre 98 e 130 dias de gestação (GG; média de 54,85kg) e oito não gestantes (NG; média de 46,75kg), categorizadas conforme escore de condição corporal (ECC), de 1 (muito magra) a 5 (muito gorda). A distribuição segundo a condição reprodutiva e o escore foi: NG, cinco ovelhas com ECC 2 e três com ECC 2.5; GG, uma com ECC 2 e cinco com ECC 2.5 e duas com ECC 3. As ovelhas estavam sob mesmo regime alimentar de semiconfinamento, com fornecimento de 1,5% do peso vivo de concentrado contendo 15% de proteína bruta, 12% de matéria mineral, 1,5% de cálcio, 0,9% de fósforo, 2% de extrato etéreo e 13% de matéria fibrosa. Além do concentrado, as ovelhas permaneciam seis horas em pastagem de aveia (Avena sativa) e azevém (Lolium multiflorium).

Após um jejum alimentar de 12 horas, com livre acesso à água, as ovelhas foram submetidas durante um minuto à administração endovenosa de uma solução de glicose, na dose de 500mg/kg de peso vivo (Regnault et al., 2004). O momento da administração da glicose foi considerado o momento zero, sendo realizadas coletas de sangue em -15, zero, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150 e 180 minutos da infusão de glicose. As coletas de sangue foram realizadas por punção da veia jugular, utilizando-se o sistema Vacutainer® (BD Diagnostics, São Paulo, Brasil), com um tubo contendo anti-coagulante (EDTA) e fluoreto de potássio, para avaliação da concentração de glicose, e outro sem anticoagulante, para avaliação da concentração de cálcio e insulina. As análises de cálcio total (Cálcio Liquiform, Labtest®, Lagoa Santa, Brazil, limite de detecção fotométrica 0,024mg/dL) e glicose (Glicose PAP Liquiform, Labtest®, Lagoa Santa, Brazil, limite de detecção fotométrica 0,41mg/dL) foram realizadas pelo método colorimétrico, conforme as recomendações do fabricante, utilizando-se o espectrofotômetro Femto 650® (Femto Ind. e Com. de Instrumentos Ltda., São Paulo, Brazil). As amostras de insulina foram analisadas pelo método de eletroquimioluminescência, utilizando-se o Elecsys® Systems 2010 e metodologia conforme foi descrita pelo fabricante do Kit Insulina Roche®.

Para o cálculo da área sob a curva (ASC) da glicose e insulina foi utilizada a área do trapézio formado entre duas coletas subsequentes no gráfico (Regnault et al., 2004), considerando-se as alterações com relação ao nível basal de cada indivíduo (Área = (Valor Coleta 1 - Valor Basal + Valor Coleta 2 - Valor Basal)*Intervalo entre coletas/2). Dessa forma, foram geradas nove ASCs para cada grupo, as quais foram comparadas dentro destes com seus respectivos períodos (ex.: ACS 1 gestantes vs. ASC 1 controle).

Os resultados, analisados utilizando-se o software SAS® (SAS Institute Inc. Cary, NC, USA), foram apresentados como média ± erro-padrão da média. Foi utilizada análise de variância para medidas repetidas considerando-se como repetições o tempo de coleta, como unidade experimental a ovelha, como efeito randômico os animais dentro de seus respectivos grupos, e como efeito fixo os tratamentos. As variáveis-resposta foram: concentrações de glicose, cálcio e insulina, área sob a curva de glicose (ASCg) e área sob a curva de insulina (ASCi) nas comparações entre grupos e interações tempo versus grupos. Nas comparações entre médias, foram consideradas diferenças quando P<0,05, segundo teste de Tukey-Kramer. Estimou-se, também, a correlação de Pearson entre as variáveis.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As concentrações médias de cálcio sérico total não diferiram (P>0,05) entre ovelhas gestantes e não gestantes, 8,52±0,18 vs. 8,82±0,09mg/dL, durante todo o período experimental. Embora estejam entre 8,5 e 12,5mg/dL, considerados como padrões de referência para a espécie (Watt, 2006; El-Khodery et al., 2008), estes resultados diferem de estudos que demonstraram concentrações mais baixas de cálcio em ovelhas no terço final de gestação (Roubies, 2006). Ao longo das coletas, a concentração de cálcio variou nos dois grupos (P<0,05), possivelmente obedecendo a um padrão de regulação hormonal minuto a minuto (Fig. 1) exercido pelos hormônios da paratireoide (PTH), pela calcitonina e pela vitamina D (Kovacs et al., 1997). Essa dinâmica, similar nas gestantes e não gestantes, também explicaria a média geral de cálcio total, sem diferença entre grupos (Kovacs et al., 1997).

No entanto, a estimativa de correlação revelou que nas gestantes a concentração de cálcio correlacionou-se negativamente com a insulina (P<0,01), enquanto nas não gestantes a correlação indicou apenas uma tendência (P<0,07). Nesse contexto, foi demonstrado em humanos que a administração de insulina aumenta a excreção de cálcio e magnésio (Defronzo et al., 1976), assim como em pacientes portadores de diabetes tipo II com resistência à insulina (Lee et al., 2006). Este mecanismo ainda não está completamente esclarecido, mas sabe-se que a insulina aumenta a excreção desses minerais por mudanças nas trocas eletrolíticas no túbulo contorcido distal, elevando a retenção de sódio e potássio, importante para pacientes insulino-dependentes portadores de hipertensão (Lee et al., 2006). Esta ação da insulina pode ter relevância clínica na ocorrência de hipocalcemia e hipomagnesemia em ruminantes alimentados com alto nível de energia no pré-parto, já que o grau de adiposidade neste período está associado a maiores concentrações séricas de insulina, aumentando a resistência a este hormônio nos tecidos periféricos (Beever, 2006; Kerestes et al., 2009; Roche et al., 2009). Tal fato, somado à maior taxa de filtração glomerular na gestante (Baylis, 1994; Thornburg et al., 2000), poderia predispor à hipocalcemia e à hipomagnesemia, pela perda destes minerais via filtração renal (Defronzo et al., 1976).

Porém, a concentração de insulina e a ASCi não foram diferentes entre grupos (Fig. 1). Neste sentido, observou-se uma grande variação entre indivíduos do mesmo grupo (Fig. 1), para as variáveis insulina e glicose (P<0,01). Isto possivelmente tenha influenciado ovelhas gestantes e não gestantes a apresentarem um mesmo padrão (P>0,05), quanto às concentrações destas variáveis durante o TTG. A alta variação individual frente ao TTG vem sendo explicada pelos fatores epigenéticos que determinam a programação celular dos tecidos já na sua vida fetal de acordo com ambiente uterino a que são expostos (Youngson et al., 2008). Estes fatores, por sua vez, influenciam o metabolismo energético na vida adulta compondo importantes diferenças entre indivíduos, alterando padrões como a secreção de insulina e a responsividade frente a este hormônio nos tecidos periféricos (Husted et al., 2008).

Apesar da alta variação individual, as ASCs da glicose correspondentes aos períodos entre 90 e 180min (ASC 7, 8 e 9) foram diferentes entre grupos, demonstrando um padrão de desaparecimento da glicose menor nas gestantes (Fig. 1). Estes resultados estão de acordo com estudos que demonstraram menor capacidade de metabolização da glicose em ovelhas no terço final de gestação, pela maior resistência dos tecidos periféricos à insulina (Schlumbohm, 1997; Regnault et al., 2004). Conforme a gestação avança em ovinos, a concentração materna de insulina, assim como a resposta da insulina a uma carga de glicose, é significativamente reduzida (Fowden, 1982). Apesar disso, as concentrações de glicose (Fig. 2) antes do TTG estavam dentro dos valores de referência observados por outros autores e considerados fisiológicos para ovelhas gestantes e não gestantes (Williams et al., 2004; Caldeira, 2005).

 

CONCLUSÕES

Ovelhas no final da gestação apresentam menor taxa de metabolização de glicose. Além disso, a correlação negativa entre cálcio e insulina nesta categoria sugere a participação da insulina na homeostase de cálcio no final da gestação.

 

REFERÊNCIAS

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Recebido em 6 de junho de 2011
Aceito em 10 de maio de 2012

 

 

E-mail: schmitt.edu@gmail.com