Serum leptin, adiponectin and tumor necrosis factor (TNF)-α in hyperlipidemic rats with/without concomitant diabetes mellitus

Introduction Diabetes type 1 and obesity have received increasing attention because of the rising epidemic in population. Adipose tissue regulates energy balance, glucose and lipid metabolism via the secretion of adipocytokines. Morbid rates of leptin and adiponectin and TNF-α may provide a link between obesity, hyperlipidemia, diabetes and increased cardiovascular risk. Aim To compare the levels of leptin, adiponectin and TNF-α in diabetic rats with different dietary manipulations and determine the association between adipocytokines, hyperglycemia and hypercholesterolemia. Materials and methods 40 male rats, 10 weeks aged, were divided in 4 groups (n=10). Group A and C were fed with normal diet (ND) while group B and D were fed with high fat diet (HFD, enriched 2% cholesterol) for a period of 12 weeks. Initially, groups C and D were intraperitoneally injected with high dose of streptozotocin (50 mg/dl). Lipid profile, serum glucose, total cholesterol, leptin, adiponectin, TNF-α and insulin were measured. Results Fasting serum glucose levels were significantly higher in groups C and D compared with the control groups (A: 153.00±14.4 mg/dl; B: 114.00±35.7 mg/dl; C: 255.30±129.9 mg/dl; D: 244.50±209.9 mg/dl; p<0.01). Total cholesterol (TCHOL) in group D was increased compared with the control group (A: 67.25±12.2 mg/dl; B: 76.00±7.6 mg/dl; C: 67.25±18.8 mg/dl; D: 155.60±160.5 mg/dl; p<0.05) and TCHOL levels varied between the diabetic groups (C vs D; p<0.01). Fasting serum leptin levels were significantly decreased in diabetic groups C and D compared with controls (A: 242.80±104.5 pg/ml; C: 124.60±125.5 pg/ml; D: 89.20±102.9 pg/ml; p<0.05).Fasting serum adiponectin levels were decreased in groups C and D compared with group A (A: 109.20±95.4 ng/ml; B: 10.64±7.1 ng/ml; C: 16.90±10.4 ng/ml; D: 18.86±14.74 ng/ml; p<0.01). Leptin and adiponectin levels did not vary between the diabetic groups. Leptin levels were correlated to fasting insulin (r=0.420, p<0.05) and glucose (r=-0.415, p<0.05). Adiponectin was correlated to glucose (r=-0.359, p<0.05) and leptin (r=0.530, p<0.01). Serum TNF-α levels were augmented in groups B and D fed with atherogenic diet (A: 2.02±0.7 pg/ml; B: 20.51±18.4 pg/ml; D: 10.52±19.7 pg/ml; p<0.05). In contrast, TNF-α levels were decreased in group C compared with group B and D (p<0.005). TNF-α was correlated to TCHOL (r=0.754, p<0.005) and HDL-C (r=0.823, p<0.001). Conclusions High dose STZ-induced diabetes ressembles to human type 1 diabetes and reduces leptin and adiponectin secretion, due to decreased adipose mass and energy stores. Leptin and adiponectin treatment regulates glucose metabolism and energy balance in insulin deficient diabetes. Our data imply that serum leptin, adiponectin and TNF-α levels may serve as great markers and potential therapeutic targets of obesity and diabetes mellitus type I in all age groups.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παχυσαρκία και ο ΣΔ τύπου Ι, λαμβάνουν διαστάσεις επιδημίας στο πληθυσμό. Ο λιπώδης ιστός ρυθμίζει την ενεργειακή ισορροπία και συντονίζει τον μεταβολισμό των λιπών και των υδατανθράκων, χάρη στην έκκριση των αδιποκινών. Οι παθολογικές τιμές της λεπτίνης, της αδιπονεκτίνης και του TNF-α ίσως συνδέουν αιτιολογικά τη παχυσαρκία, την υπερλιπιδαιμία, το διαβήτη και τα καρδιαγγειακά συμβάματα. ΣΚΟΠΟΣ Σκοπός της μελέτης μας ήταν να συγκρίνουμε τα επίπεδα της λεπτίνης, της αδιπονεκτίνης και του TNF-α μεταξύ των διαβητικών ομάδων που έλαβαν διαφορετική τροφή και να προσδιορίσουμε τις συσχετίσεις μεταξύ των αδιποκινών, της υπεργλυκαιμίας και της υπερλιπιδαιμίας. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Χρησιμοποιήθηκαν 40 αρσενικοί επίμυες ηλικίας 10 εβδομάδων οι οποίοι χωρίστηκαν σε 4 ομάδες (n=10). Η ομάδα Α (ελέγχου) και η ομάδα Γ έλαβε για 12 εβδομάδες κανονική τροφή. Η ομάδα Β και Δ έλαβαν για 12 εβδομάδες τροφή εμπλουτισμένη με χοληστερόλη 2%. Η ομάδα Γ και Δ υπεβλήθηκαν στην έναρξη του πειράματος σε ενδοπεριτοναiκή έγχυση στρεπτοζοτοκίνης (STZ) 50 mg/ml/kg. Προσδιορίστηκαν σε χρόνους 0 και 12 εβδομάδων (ευθανασία) το λιπιδαιμικό προφίλ, τα επίπεδα σακχάρου, ινσουλίνης, λεπτίνης, αδιπονεκτίνης και TNFa στον ορό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Τα επίπεδα της γλυκόζης παρουσίασαν στατιστικά σημαντική αύξηση στις ομάδες που έγινε έγχυση STZ, ενώ τα επίπεδα της λεπτίνης και της αδιπονεκτίνης μειώθηκαν σημαντικά στις διαβητικές ομάδες σε σχέση με την ομάδα ελέγχου (A: 242.80±104.5 pg/ml; Γ: 124.60±125.5 pg/ml; Δ: 89.20±102.9 pg/ml; p<0.05),(A: 109.20±95.4 ng/ml; B: 10.64±7.1 ng/ml; Γ: 16.90±10.4 ng/ml; Δ: 18.86±14.74 ng/ml; p<0.01) αντιστοίχως. Η ολική χοληστερόλη (TCHOL) παρουσίασε στατιστικά σημαντική αύξηση στην ομάδα Δ σε σχέση με την Α και Γ (A: 67.25±12.2 mg/dl; B: 76.00±7.6 mg/dl; Γ: 67.25±18.8 mg/dl; Δ: 155.60±160.5 mg/dl; p<0.05), ενώ τα επίπεδα της TCHOL διαφέρουν μεταξύ των διαβητικών ομάδων Γ και Δ (Γ vs Δ; p<0.01). Τα επίπεδα της λεπτίνης σχετίζονται με την ινσουλίνη νηστείας (r=0.420, p<0.05) και με την γλυκόζη (r=-0.415, p<0.05). Η αδιπονεκτίνη σχετίζεται με την γλυκόζη (r=-0.359, p<0.05) και τη λεπτίνη (r=0.530, p<0.01). Τα επίπεδα του TNF-α αυξήθηκαν στις ομάδες Β και Δ που έλαβαν αθηρογόνο δίαιτα (A: 2.02±0.7 pg/ml; B: 20.51±18.4 pg/ml; Δ: 10.52±19.7 pg/ml; p<0.05). Αντιθέτως τα επίπεδα του TNF-α μειώθηκαν στην ομάδα Γ σε σχέση με την Β και Δ (p<0.005) και σχετίζονται με την TCHOL (r=0.754, p<0.005) και την HDL-C (r=0.823, p<0.001). ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ:Τα επίπεδα της λεπτίνης και της αδιπονεκτίνης στον ορό μειώνονται σημαντικά στους διαβητικούς επίμυες. Παρά την σημαντική αύξηση στα επίπεδα TCHOL και LDL στην διαβητική ομάδα που έλαβε αθηρογόνο δίαιτα, δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στα επίπεδα της λεπτίνης και της αδιπονεκτίνης μεταξύ των διαβητικών ομάδων. Αντιθέτως, παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στα επίπεδα του TNF-α μεταξύ των διαβητικών ομάδων, λόγω της σημαντικής συσχέτισης του με την TCHOL. Τα επίπεδα της λεπτίνης, της αδιπονεκτίνης και του TNF-α αποτελούν αξιόπιστους προγνωστικούς δείκτες και μελλοντικούς θεραπευτικούς στόχους για την αντιμετώπιση των μεταβολικών και καρδιαγγειακών διαταραχών

Serum Leptin, Adiponectin and Tumor Necrosis Factor-alpha in Hyperlipidemic Rats with/without Concomitant Diabetes Mellitus

We compared the lipid profiles and serum levels of leptin, adiponectin and tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) in rats with/without hyperlipidemia and with/without concomitant diabetes mellitus. Forty 10-wk-old male Wistar rats were divided into four groups. Groups A and C received standard food for 12 wks. Groups B and D received a high-fat diet enriched with 2% additional cholesterol. Moreover, insulin-deficient (type I) diabetes mellitus was induced in rats in groups C and D with intraperitoneal injections of streptozotocin. Fasting serum leptin levels were decreased in diabetic groups (groups C and D) compared with controls. Fasting serum adiponectin levels were decreased in groups C and D compared with group A. Serum TNF-alpha levels were augmented in groups B and D, those fed with an atherogenic diet. By contrast, TNF-alpha levels were decreased in group C. Our data suggest that serum leptin, adiponectin and TNF-alpha levels may serve as markers of obesity and type I diabetes mellitus. (c) 2011 The Feinstein Institute for Medical Research, www.feinsteininstitute.org Online address: http://www.molmed.org doi: 10.2119/molmed.2010.0016

Serum Leptin, Adiponectin and Tumor Necrosis Factor-α in Hyperlipidemic Rats with/without Concomitant Diabetes Mellitus

We compared the lipid profiles and serum levels of leptin, adiponectin and tumor necrosis factor-α (TNF-α) in rats with/without hyperlipidemia and with/without concomitant diabetes mellitus. Forty 10-wk-old male Wistar rats were divided into four groups. Groups A and C received standard food for 12 wks. Groups B and D received a high-fat diet enriched with 2% additional cholesterol. Moreover, insulin-deficient (type I) diabetes mellitus was induced in rats in groups C and D with intraperitoneal injections of streptozotocin. Fasting serum leptin levels were decreased in diabetic groups (groups C and D) compared with controls. Fasting serum adiponectin levels were decreased in groups C and D compared with group A. Serum TNF-α levels were augmented in groups B and D, those fed with an atherogenic diet. By contrast, TNF-α levels were decreased in group C. Our data suggest that serum leptin, adiponectin and TNF-α levels may serve as markers of obesity and type I diabetes mellitus