Chronic glucocorticoid-rich milieu and liver dysfunction

We investigated the impact of chronic hypercorticosteronemia (due to neonatal monosodium L-glutamate, MSG, and treatment) on liver oxidative stress (OS), inflammation, and carbohydrate/lipid metabolism in adult male rats. We evaluated the peripheral concentrations of several metabolic and OS markers and insulin resistance indexes. In liver we assessed (a) OS (GSH and protein carbonyl groups) and inflammatory (IL-1b, TNFa, and PAI-1) biomarkers and (b) carbohydrate and lipid metabolisms. MSG rats displayed degenerated optic nerves, hypophagia, low body and liver weights, and enlarged adipose tissue mass; higher peripheral levels of glucose, triglycerides, insulin, uric acid, leptin, corticosterone, transaminases and TBARS, and peripheral and liver insulin resistance; elevated liver OS, inflammation markers, and glucokinase (mRNA/activity) and fructokinase (mRNA). Additionally, MSG liver phosphofructokinase-2, glucose-6-phosphatase (mRNA and activity) and glucose-6-phosphate dehydrogenase, Chrebp, Srebp1c, fatty acid synthase, and glycerol-3-phosphate (mRNAs) were increased. In conclusion adult MSG rats developed an insulin-resistant state and increased OS and serious hepatic dysfunction characterized by inflammation and metabolic signs suggesting increased lipogenesis. These features, shared by both metabolic and Cushing?s syndrome human phenotypes, support that a chronic glucocorticoid-rich endogenous environment mainly impacts on hepatic glucose cycle, displacing local metabolism to lipogenesis. Whether correcting the glucocorticoid-rich environment ameliorates such dysfunctions requires further investigation.Fil: Villagarcía, Hernán Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Cs.médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Sabugo, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Cs.médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Castro, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Cs.médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Schinella, Guillermo Raúl. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Castrogiovanni, Daniel Cayetano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Spinedi, Eduardo Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Cs.médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Massa, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Cs.médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Francini, Flavio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Cs.médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; Argentin

Influencia de diferentes fuentes de carbono en la producción de fenilalanina amonio liasa (PAL) empleando Rhodosporidium toruloides

La enzima Fenilalanina amonio liasa (PAL, EC 4.3.1.5), cataliza la biotransformación de L- fenilalanina en ácido trans- cinámico y amonio. En las últimas décadas ha sido ampliamente estudiada por su potencial uso en el tratamiento de pacientes con fenilcetonuria (PKU). Se han reportados sucesivos estudios acerca de su aislamiento en plantas y levaduras. Entre estas últimas, se destacan las del género Rhodotorula. Rhodosporidium toruloides (IFO 0559), antiguamente denominada Rhodotorula glutinis, ha sido ampliamente estudiada por su capacidad de producción de PAL en medios de composición simple, conteniendo fenilalanina como inductor. Si bien se han ensayado diferentes medios con composición nutricional variable a fin de determinar su incidencia en la expresión de la PAL, existen escasos registros acerca de la influencia de la fuente de carbono y energía (FCE), empleada para el crecimiento de la cepa, en la producción de la enzima. Con la finalidad de determinar la FCE mas apta para ser empleada en la producción de PAL, se utilizaron diversas fuentes de carbono, a saber: sacarosa, glucosa, fructosa, galactosa, maltosa, celobiosa, rafinosa, xilosa, etanol, glicerol y sorbitol, a razón de 0,165 Cmol/lt de cultivo, en un medio basal sintético para crecimiento de levaduras. A este medio se lo suplementó con L-fenilalanina (0,5 gr/lt) y L-isoleucina (5gr/lt). Adicionalmente, se ensayó una melaza obtenida como residuo de la extracción de aceite de soja, con un 70% de azúcares simples de composición variable. Los medios a ensayar, cada uno por duplicado, se inocularon con cultivos de Rhodosporidium toruloides crecidos en pico de flauta a razón de 1,5 x 107 UFC/ml, en cultivo batch. La incubación se llevó a cabo en condiciones aeróbicas en shaker a 200 rpm y 30°C. La actividad de PAL fue medida espectrofotométricamente monitoreando la producción de ácido cinámico a 290 nm, mediante método modificado de Yamada et. al (1981). La mezcla de reacción contiene: 25 l de biomasa (10x), 25 mM de L- fenilalanina, 25 mM de Tris-HCl buffer (pH=8,5) y 0,005% de CPC. La reacción se llevó a cabo a 30°C por 10 minutos. Una unidad de PAL se define como la cantidad de enzima que cataliza la formación de 1 mol de ácido trans-cinámico por minuto, por ml de cultivo. La actividad específica se expresó en términos de unidades enzimáticas por mg de células secas. En los ensayos realizados se pudo observar que tanto la glucosa como la sacarosa y la fructosa lograron un vertiginoso crecimiento de la cepa, seguido por la rafinosa y la melaza. Con menores tasas de crecimiento se encuentra el etanol, glicerol, sorbitol, maltosa y celobiosa y con crecimientos muy lentos, la xilosa y la galactosa. En cuanto a la expresión de PAL, se alcanzaron mayores actividades empleando maltosa como FCE (Amax=120 mU/mg) y celobiosa (Amax=116 mU/mg), seguidos por el etanol (Amax= 99 mU/mg), sorbitol (Amax= 95 mU/mg), melaza (Amax= 80 mU/mg), glicerol (Amax= 75 mU/mg), rafinosa (Amax= 68 mU/mg), galactosa (Amax= 38 mU/mg), mientras que con sacarosa, fructosa y glucosa las actividades máximas rondaron entre 25-30 mU/mg. En el caso de la xilosa, se obtuvo una actividad PAL muy pobre (A max=10 mU/mg). En todos los casos los picos de actividad máxima se hallaron entre las 10 y 25 horas de cultivo (entrando en la fase exponencial), variando dentro de dicho período, dependiendo de la fuente de carbono. A partir de estos resultados se puede concluir que las fuentes de carbono y energías más aptas a fin de optimizar la producción de PAL resultaron ser los disacáridos de glucosa (maltosa y celobiosa), aun cuando la velocidad de crecimiento en éstos fue menor. Los alcoholes y polioles tuvieron una buena performance, logrando actividades máximas altas, con una tasa de crecimiento similar. En el caso de la melaza (que incluye en su composición principalmente estaquiosa, sacarosa y rafinosa) y la rafinosa por si misma, las actividades alcanzadas fueron buenas a una tasa de crecimiento mayor que en el caso anterior. Finalmente para la sacarosa y los monosacáridos, si bien lograron tasas de crecimiento elevadas, las actividades obtenidas fueron muy bajas, no siendo aptas para su empleo en cultivo batch. La xilosa por su parte no mostró aptitud para ser empleada como FCE, en ninguno de los aspectos requeridos

Efectos preventivos del n-acetil cisteína sobre las alteraciones endócrinometabólicas en un modelo de insulinorresistencia y tolerancia a la glucosa alterada

La obesidad y la Diabetes Mellitus tipo 2 (DT2) son problemas importantes de Salud Pública a nivel nacional e internacional, por su morbi-mortalidad y el alto costo que demanda la atención de quienes la padecen. La prevalencia de la DT2 se incrementa de manera exponencial. En nuestro país, según la última Encuesta Nacional de Factores de Riesgo, alcanza el 9,8% en la población, demostrando un aumento respecto a las encuestas anteriores. La aparición de la DT2 está precedida por la tolerancia a la glucosa alterada. En esta etapa temprana, o prediabetes, ya están presentes, aunque con menor magnitud, los cambios descriptos en la DT2. Paralelamente, dicho incremento se asocia a un aumento del consumo total de calorías y un cambio importante en el tipo de nutrientes consumidos. Los jarabes de maíz, ricos en fructosa, se han convertido en los edulcorantes utilizados en las bebidas carbonatadas, mermeladas y otros productos de consumo diario. La sobrecarga de fructosa promueve la acumulación de sus productos derivados y aldehídos reactivos, especies reactivas del oxígeno y otros indicadores de estrés oxidativo (EO), que podrían inducir simultáneamente daño metabólico, IR hepática y respuesta inflamatoria local. Según nuestra hipótesis de trabajo el aporte exagerado de fructosa al hígado promueve el EO local, con una disminución de los niveles de GSH, lo cual induce cambios metabólicos tendientes a disminuir el flujo de sustratos oxidables a la mitocondria y el consecuente EO, y una respuesta adaptativa inmuno-metabólica a dicha injuria. La NAC (N-acetil-cisteína) posee capacidad antioxidante, provee sustratos para la síntesis de GSH y presenta una elevada absorción a nivel hepático

Chronic Glucocorticoid-Rich Milieu and Liver Dysfunction

We investigated the impact of chronic hypercorticosteronemia (due to neonatal monosodium L-glutamate, MSG, and treatment) on liver oxidative stress (OS), inflammation, and carbohydrate/lipid metabolism in adult male rats. We evaluated the peripheral concentrations of several metabolic and OS markers and insulin resistance indexes. In liver we assessed (a) OS (GSH and protein carbonyl groups) and inflammatory (IL-1b, TNFa, and PAI-1) biomarkers and (b) carbohydrate and lipid metabolisms. MSG rats displayed degenerated optic nerves, hypophagia, low body and liver weights, and enlarged adipose tissue mass; higher peripheral levels of glucose, triglycerides, insulin, uric acid, leptin, corticosterone, transaminases and TBARS, and peripheral and liver insulin resistance; elevated liver OS, inflammation markers, and glucokinase (mRNA/activity) and fructokinase (mRNA). Additionally, MSG liver phosphofructokinase-2, glucose-6-phosphatase (mRNA and activity) and glucose-6-phosphate dehydrogenase, Chrebp, Srebp1c, fatty acid synthase, and glycerol-3-phosphate (mRNAs)were increased. In conclusion adultMSGrats developed an insulinresistant state and increased OS and serious hepatic dysfunction characterized by inflammation and metabolic signs suggesting increased lipogenesis.These features, shared by both metabolic and Cushing’s syndrome human phenotypes, support that a chronic glucocorticoid-rich endogenous environment mainly impacts on hepatic glucose cycle, displacing local metabolism to lipogenesis. Whether correcting the glucocorticoid-rich environment ameliorates such dysfunctions requires further investigation.Facultad de Ciencias Médica

Efecto preventivo de un extracto de cacao enriquecido en polifenoles sobre ratas con alteraciones endocrino metabólicas inducidas por sacarosa

Existe una creciente evidencia de que el consumo de ciertos alimentos, suplementos alimenticios o bebidas tradicionales puede reducir el daño oxidativo en diferentes sistemas biológicos. Alimentos derivados del cacao, tales como polvos de cacao, chocolate y otros productos relacionado con el cacao son alimentos ricos en polifenoles derivados de las semillas fermentadas, tostados y procesados industrialmente de Theobroma cacao L. (Sterculiaceae). Estos productos, consumidos en todo el mundo, son estudiados en su mayor parte debido a su potencia antioxidante y las propiedades antirradicales in vitro de algunos constituyentes polifenólicos, principalmente, procianidinas y flavan-3-oles. Por otro lado, la administración de una dieta rica en sacarosa (DRS) a ratas normales genera disfunción metabólica hepática e insulinorresistencia (IR) con aumento de marcadores de estrés oxidativo y de inflamación, similares a los observados en el síndrome metabólico humano. Recientemente, demostramos que el tratamiento con compuestos antioxidantes (ácido lipoico y apocinina) redujo la insulinorresistencia, las alteraciones metabólicas y el daño oxidativo hepático en ratas sometidos a una dieta rica en fructosa

Efecto de la ovariectomía bilateral (OVX) prepuberal sobre el fenotipo metabólico y la respuesta a una ingesta de dieta rica en fructosa (DRF) durante la edad adulta

El objetivo del presente trabajo fue evaluar los efectos de la OVX pre-puberal (el día 23/25 de vida) y su impacto sobre el fenotipo endocrino-metabólico [ingesta calórica, peso corporal, glucemia, niveles circulantes de triglicéridos (TG) y esteroides sexuales, y test de tolerancia a un exceso de glucosa] desarrollado a la edad adulta (90 días de vida), en condiciones basales (no ayunados) o luego de 3 semanas de ingesta de una DRF (10% F en el agua de bebida y alimento sólido balanceado ad libitum).Facultad de Ciencias Médica

Chronological appearance of endocrine and metabolic dysfunctions induced by an unhealthy diet in rats

Background and Objectives: The work was aimed to determine the chronological sequence of events triggered by a fructose-rich diet (FRD) (10% w/v in the drinking water) in normal rats. Material and Methods: Serum parameters, liver and islet markers of metabolism, inflammation and oxidative stress were determined weekly for 21 days. Results: At the end of the first week, rats fed with a FRD showed an early increase in circulating triglycerides, fat liver deposit, and enzymatic activity of liver glucokinase and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6P-DH). After two weeks of such a diet, liver glucose-6-phosphatase (G6Pase) activity and liver oxidative stress markers were significantly increased. Liver sterol regulatory element-binding protein 1c (SREBP1c) mRNA also increased in the second week while their target genes fatty acid synthase (FAS) and glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPAT) enhanced their expression at the third week. Liver and pancreatic inflammation markers also enhanced their gene expression in the last week of treatment. Whereas both control and FRD rats remained normoglycemic throughout the entire period of treatment, blood insulin levels were significantly higher in FRD animals at the third week, thereby evidencing an insulin-resistant state (higher HOMA-IR, HOMA-B and HIS indexes). Pancreatic islets isolated from rats fed with a FRD for 3 weeks also increased glucose-induced insulin secretion (8.3 and 16.7 mM). Conclusions: FRD induces asynchronous changes involving early hypertriglyceridemia together with intrahepatic lipid deposit and metabolic disturbances from week one, followed by enhanced liver oxidative stress, liver and pancreas inflammation, pancreatic β-cell dysfunction, and peripheral insulin-resistance registered at the third week. Knowledge of time-course adaptation mechanisms involved in our rat model could be helpful in developing appropriate strategies to prevent the progression from prediabetes to Type 2 diabetes (T2D) triggered by unhealthy diets.Fil: Castro, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Villagarcía, Hernán Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Román, Carolina Lisi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Maiztegui, Barbara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Flores, Luis Emilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Schinella, Guillermo Raúl. Universidad Nacional de La Plata; Argentina. Universidad Nacional Arturo Jauretche; ArgentinaFil: Massa, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Francini, Flavio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Endocrinología Experimental y Aplicada; Argentin

Efectos preventivos del n-acetil cisteína sobre las alteraciones endócrinometabólicas en un modelo de insulinorresistencia y tolerancia a la glucosa alterada

La obesidad y la Diabetes Mellitus tipo 2 (DT2) son problemas importantes de Salud Pública a nivel nacional e internacional, por su morbi-mortalidad y el alto costo que demanda la atención de quienes la padecen. La prevalencia de la DT2 se incrementa de manera exponencial. En nuestro país, según la última Encuesta Nacional de Factores de Riesgo, alcanza el 9,8% en la población, demostrando un aumento respecto a las encuestas anteriores. La aparición de la DT2 está precedida por la tolerancia a la glucosa alterada. En esta etapa temprana, o prediabetes, ya están presentes, aunque con menor magnitud, los cambios descriptos en la DT2. Paralelamente, dicho incremento se asocia a un aumento del consumo total de calorías y un cambio importante en el tipo de nutrientes consumidos. Los jarabes de maíz, ricos en fructosa, se han convertido en los edulcorantes utilizados en las bebidas carbonatadas, mermeladas y otros productos de consumo diario. La sobrecarga de fructosa promueve la acumulación de sus productos derivados y aldehídos reactivos, especies reactivas del oxígeno y otros indicadores de estrés oxidativo (EO), que podrían inducir simultáneamente daño metabólico, IR hepática y respuesta inflamatoria local. Según nuestra hipótesis de trabajo el aporte exagerado de fructosa al hígado promueve el EO local, con una disminución de los niveles de GSH, lo cual induce cambios metabólicos tendientes a disminuir el flujo de sustratos oxidables a la mitocondria y el consecuente EO, y una respuesta adaptativa inmuno-metabólica a dicha injuria. La NAC (N-acetil-cisteína) posee capacidad antioxidante, provee sustratos para la síntesis de GSH y presenta una elevada absorción a nivel hepático.Facultad de Ciencias Médica

Dietary supplementation with yerba mate (Ilex paraguariensis) infusion increases IRS-1 and PI3K mRNA levels and enhances insulin sensitivity and secretion in rat pancreatic islets

“Yerba mate” (YM), an aqueous extract of Ilex paraguariensis, has antioxidant, diuretic, cardio-protective and hypoglycaemic properties. Since its effect on the pancreatic islets remains unclear, we evaluated insulin sensitivity and glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) in rats consuming YM or tap water (C) for 21 days. Glucose tolerance, glycemia, triglyceridemia, insulinemia, TBARS and FRAP serum levels were evaluated. GSIS and mRNA levels of insulin signaling pathway and inflammatory markers were measured in isolated pancreatic islets from both groups. In C rats, islets were incubated with YM extract or its phenolic components to measure GSIS. YM improved glucose tolerance, enhanced GSIS, increased FRAP plasma levels and islet mRNA levels of IRS-1 and PI3K (p110), and decreased TBARS plasma levels and islet gene expression of TNF-α and PAI-1. Islets from C rats incubated with 100 µg/mL dry YM extract, 1 µM chlorogenic acid, 0.1 and 1 µM rutin, 1 µM caffeic acid or 1 µM quercetin showed an increase in GSIS. Our results suggest that YM enhances glucose tolerance because of its positive effects on GSIS, oxidative stress rate and insulin sensitivity in rat islets, suggesting that long-term dietary supplementation with YM may improve glucose homeostasis in pre-diabetes or type 2 diabetes.Centro de Endocrinología Experimental y Aplicad

Efecto preventivo de un extracto de cacao enriquecido en polifenoles sobre ratas con alteraciones endocrino metabólicas inducidas por sacarosa

Existe una creciente evidencia de que el consumo de ciertos alimentos, suplementos alimenticios o bebidas tradicionales puede reducir el daño oxidativo en diferentes sistemas biológicos. Alimentos derivados del cacao, tales como polvos de cacao, chocolate y otros productos relacionado con el cacao son alimentos ricos en polifenoles derivados de las semillas fermentadas, tostados y procesados industrialmente de Theobroma cacao L. (Sterculiaceae). Estos productos, consumidos en todo el mundo, son estudiados en su mayor parte debido a su potencia antioxidante y las propiedades antirradicales in vitro de algunos constituyentes polifenólicos, principalmente, procianidinas y flavan-3-oles. Por otro lado, la administración de una dieta rica en sacarosa (DRS) a ratas normales genera disfunción metabólica hepática e insulinorresistencia (IR) con aumento de marcadores de estrés oxidativo y de inflamación, similares a los observados en el síndrome metabólico humano. Recientemente, demostramos que el tratamiento con compuestos antioxidantes (ácido lipoico y apocinina) redujo la insulinorresistencia, las alteraciones metabólicas y el daño oxidativo hepático en ratas sometidos a una dieta rica en fructosa.Facultad de Ciencias Médica