Resistive training reduces inflammation in skeletal muscle and improves the peripheral insulin sensitivity in obese rats induced by hyperlipidic diet

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

Effects of thyroid hormone in modulating the expression of cytokines involved in insulin signaling during obesity or diabetes.

O diabetes mellitus (DM) é a endocrinopatia mais prevalente no planeta. Na vigência de DM e de obesidade a inflamação subclínica, em decorrência do aumento de infiltrado de células inflamatórias e aumentada expressão de citocinas inflamatórias em tecidos essenciais no controle da homeostase glicêmica, tem importante participação no desenvolvimento da resistência à insulina. Em estados de hipo ou hipertireoidismo ocorre redução captação de glicose em resposta à insulina no tecido adiposo e muscular esquelético, o que reforça a importância da integridade da função tireoidiana para o controle glicêmico. Recentemente, diversos estudos vem apontando uma correlação positiva entre DM e disfunções tireoidianas. Neste contexto, a hipótese do presente estudo foi de que o tratamento com triiodotironina (T3) promove efeito benéfico na sensibilidade à insulina em modelos experimentais de DM ou obesidade, por modulação da expressão de citocinas inflamatórias. Para testar nossa hipótese, ratos DM tipo 1 DM1 (indução por aloxana) ou obesos (indução por dieta de cafeteria) foram tratados com T3 por 4 semanas. Os ratos DM1 apresentaram hipotireoidismo primário e aumento de infiltrado de células inflamatórias no tecido adiposo periepididimal (TAP) e da expressão de fator de necrose tumoral α (TNF-α) e interleucina-6 (IL-6) no TAP e no músculo sóleo. O tratamento com T3 promoveu redução da glicemia, aumento da sensibilidade à insulina, e redução da expressão de TNF-α e IL-6 no TAP e no músculo sóleo. Os animais obesos apresentaram hipertireoidismo subclínico, aumento da glicemia, e redução da sensibilidade à insulina. O tratamento com T3 nesse modelo experimental promoveu aumento da sensibilidade à insulina e da tolerância à glicose e redução da expressão de TNF-α e IL-6 no TAP e no músculo sóleo. Apesar dos efeitos colaterais do T3 na função cardíaca, não foi observado nenhuma alteração na pressão arterial dos animais DM1 tratados com T3. A partir do presente estudo, pode-se concluir que o tratamento com T3 promove melhora da sensibilidade à insulina em ratos DM1 e obesos, mecanismo que envolve a redução da expressão de citocinas inflamatórias no tecido adiposo e muscular esquelético.Diabetes meliitus (DM) is the endocrinopathy most prevalent around the world. The subclinical inflammation in DM and obesity has important role on insulin resistance development and is caused in consequence of increased inflammatory cells infiltration and expression of inflammatory cytokines in tissues which are essential to glucose homeostasis. Hipo or hiperthyroidism states there is decreased insulin-induced glucose uptake in adipose tissue and skeletal muscle, which reinforces the importance of thyroid function integrity to glycemia control. Lately, several studies have pointed positive relationship between DM and thyroid dysfunctions. In this context, we hypothesis of the present study was that triiodothyronine (T3) could promotes benefitial effects on insulin sensitivity by altering expression of inflammatory cytokines in experimental models of DM or obesity. In order to this hypothesis, type 1 DM - DM1 (alloxan induced) or obese (cafeteria diet induced) rats were treated with T3 during 4-week period. The DM1 rats presented primary hypothyroidism and increased inflammatory cells infiltration and expression of inflammatory tumoral necrosis factor (TNF-α) and interleukin-6 (IL-6) on epididymal adipose tissue (EAT) and soleus skeletal muscle. The treatment with T3 promoted reduction of glycemia, improvement of insulin sensitivity and decrease on expression of TNF-α and IL-6 in EAT and soleus skeletal muscle. The obese rats presented subclinical hyperthyroidism, increased glycemia and reduction of insulin sensitivity. The treatment with T3 in this experimental model promoted increase on insulin sensitivity and glucose tolerance, furthermore, reduction in expression of TNF-α and IL-6 in EAT and soleus skeletal muscle. Even though, side effects of T3 on cardiac function, it was not observed any alteration in arterial pressure of DM1 rats treated with T3. Taken together the results of the present study, it could be conclude that treatment with T3 promotes improvement on insulin sensitivity in DM1 and obese rats, mechanism which involves reduction in expression of inflammatory cytokines on adipose tissue and skeletal muscle

Efeito do treinamento aeróbio e do treinamento anaeróbio na expressão de citocinas e de transportador de glicose GLUT4 no tecido muscular esquelético de ratos obesos

Durante a obesidade ocorre aumento de ácidos graxos livres na circulação e, conseqüentemente aumento do conteúdo de proteínas com efeitos negativos na sinalização da insulina. Objetivo: Avaliar o efeito do treinamento aeróbio na modulação de RNAm de GLUT4, TNF-a e SOCS3 em tecidos musculares esqueléticos e a sensibilidade à insulina periférica de ratos obesos por dieta hiperlipídica. Métodos: Ratos obesos por dieta hiperlipídica foram submetidos ao protocolo de treinamento aeróbio. A sensibilidade à insulina e o conteúdo de RNAm de TNF-a, SOCS3 e GLUT4 foram comparadas entre os grupos: obesos sedentários (OS) e exercitados (OE), controles sedentários (CS) e exercitados (CE).Resultados: Os animais alimentados com dieta hiperlipídica apresentaram prejuízo da sensibilidade à insulina e aumento de RNAm de TNF-a e SOCS3. Mas o treinamento aeróbio...During obesity there is increase in free fatty acids circulation and consequently increase of the protein content with negative effects on insulin signaling. Objective: To evaluate the effect of aerobic training on modulation of GLUT4, TNF-a and SOCS3 mRNA in skeletal muscle tissue and peripheral insulin sensitivity in obese rats induced by high fat diet. Methods: Obese rats were subjected to an aerobic training protocol. Insulin sensitivity and TNF-a , SOCS3 and GLUT4 mRNA content were compared among the groups: obese sedentary (OS) and exercised (OE), sedentary controls (CS) and exercised (CE). Results: Obese group presented impaired insulin sensitivity and increased mRNA of TNF-a and SOCS3, while the aerobic training reversed all of these changes, especially in oxidative muscle. Conclusions: Aerobic ... (Complete abstract click electronic access below)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Nose-to-tail length (A); Tibia length (B); weight of Liver (C); Adipose tissues (D-G) and skeletal muscles (H-K).

<p>Adipose tissues and liver were normalized by the animal’s nose-to-tail length. Muscles were normalized by the animal’s tibia length. Results are presented as mean ± S.E.M and n represents the number of animals used in each group. Studied groups: Control (n = 9), HFD (n = 12) and GK (n = 21). (**) p <0.01 <i>vs</i> control; (***) p <0.001 <i>vs</i> control; (#) p <0.05 <i>vs</i> HFD; (###) p <0.001 <i>vs</i> HFD.</p

Content of IL-10, IL-6, TNF-α and IL-1β in liver.

<p>Graphs present mean O.D. ± S.E.M of the bands and n represents the number of animals used in each group. Studied groups: Control (n = 4); HFD (n = 4) and GK (n = 4). (**) p <0.01 <i>vs</i> control; (***) p <0.001 <i>vs</i> control; (##) p <0.01 <i>vs</i> HFD; (###) p <0.001 <i>vs</i> HFD. Ponceau staining used in the normalization of the blots are in <a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0189622#pone.0189622.s011" target="_blank">S11 Fig</a>.</p

Contents of IL-10, IL-6, TNF-α and IL-1β in the retroperitoneal adipose tissue.

<p>Graphs present mean O.D. ± S.E.M of the bands and n represents the number of animals used in each group. Studied groups: Control (n = 4); HFD (n = 4) and GK (n = 4). (*) p <0.05 <i>vs</i> control; (**) p <0.01 <i>vs</i> control; (***) p <0.001 <i>vs</i> control; (ϕϕ) indicates p <0.01 <i>vs</i> GK; (ϕϕϕ) indicates p <0.001 <i>vs</i> GK. Ponceau staining used in the normalization of the blots are in <a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0189622#pone.0189622.s012" target="_blank">S12 Fig</a>.</p

GK rats versus obese HFD induced rats.

<p>Two experimental models to study the development of T2DM.</p

Total cholesterol (A); HDL (B); LDL (C); triglycerides (D); NEFA (E).

<p>Six hours after instillation of saline or LPS, animals were anesthetized and the blood was collected through the abdominal aorta. The dosages were carried out in the plasma by enzymatic-colorimetric method. Results are presented as mean ± S.E.M and n represents the number of animals used in each group. Studied groups: Control (n = 24); HFD (n = 20) and GK (n = 27). (*) p <0.05 <i>vs</i> control; (**) p <0.01 <i>vs</i> control; (###) p <0.001 <i>vs</i> HFD.</p

pGSK-3β and GSK-3β quantification in soleus muscle by WB (A-D).

<p>Positive stimulus: insulin (7 nM). Graphs present mean O.D. ± S.E.M of the bands and n represents the number of animals used in each group. Studied groups: Control (n = 5); HFD (n = 3) and GK (n = 5). (***) p <0.001 <i>vs</i> control; (###) p <0.001 <i>vs</i> HFD; ($) p <0.05; ($ $$) p <0.001 as indicated in the graphs.</p