Creșterea conținutului de proteine ale mușchilor scheletici de către clenbuterolul agonist selectiv adrenergic ß-2
Braz J Med Biol Res, iunie 1998, volumul 31 (6) 819-825
Creșterea conținutului de proteine ale mușchilor scheletici de către clenbuterolul agonist adrenergic selectiv ß-2 exacerbează hipoalbuminemia la șobolanii hrăniți cu o dietă săracă în proteine
A.L. Sawaya 1 și P.G. Luna 2
1 Disciplina de neurofiziologie și fiziologie endocrină, Departamentul de fiziologie, Universitatea Federală din São Paulo, São Paulo, SP, Brazilia
2 Dunn Nutritional Laboratory, Cambridge, Marea Britanie
Abstract
Această investigație a examinat modul în care starea nutrițională a șobolanilor hrăniți cu o dietă săracă în proteine a fost afectată atunci când animalele au fost tratate cu clenbuterol (CL) agonist selectiv ß-2. S-au folosit bărbați (în vârstă de 4 săptămâni) dintr-o tulpină consangvinizată, fără patogeni specifici, a șobolanilor cu glugă, menținuți la laboratorul nutrițional Dunn (N = 6 șobolani per grup). Tratamentul cu CL (Ventipulmin, Boehringer-Ingelheim Ltd., 3,2 mg/kg dietă timp de 2 săptămâni) a determinat o exacerbare a simptomelor asociate cu deficit de proteine la șobolani. Concentrațiile de albumină plasmatică, deja scăzute la șobolanii hrăniți cu o dietă săracă în proteine (grupa A), au fost reduse în continuare la șobolanii CL (A = 25,05 ± 0,31 vs. CL = 23,64 ± 0,30 g/l, P
Introducere
Hipoalbuminemia este o caracteristică principală a sindromului de malnutriție proteină-energie kwashiorkor. Datele din studiile de echilibru au arătat că, pentru ca hipoalbuminemia să apară, nu numai că proteinele din dietă trebuie să fie inadecvate, dar este, de asemenea, necesar ca consumul de energie să depășească cerințele pentru rata de creștere limitată de proteine (1,2). Cu toate acestea, mecanismele prin care un surplus de energie interferează cu metabolismul proteinelor rămân necunoscute.
Acum este bine stabilit că șobolanii și alte animale hrănite cu diete cu conținut scăzut de proteine devin hiperfagice, dar sunt capabili să disipeze o mare parte din surplusul lor de energie printr-o creștere a termogenezei induse de dietă (3). În special, a fost descrisă o creștere mare a activității țesutului adipos maro (4-6). În conformitate cu această imagine, unul dintre hormonii implicați cel mai direct în disiparea energiei, norepinefrina (NE), este crescut la șobolanii hrăniți cu diete cu conținut scăzut de proteine (7,8). Multe studii (9-13) au demonstrat, de asemenea, o depunere crescută de proteine și o creștere a ratei de sinteză a proteinelor în mușchiul scheletic atunci când șobolanii normali sau șobolanii hrăniți cu o dietă săracă în proteine au fost tratați cu agonistul selectiv ß-2 specific, clenbuterolul . Prin urmare, este posibil ca creșterea nivelului de noradrenalină care are loc ca o consecință metabolică a aportului excesiv de energie să acționeze pentru menținerea proteinelor din mușchii scheletici chiar și atunci când aportul de proteine din dietă este limitat. În mod clar, un astfel de mecanism ar putea explica distribuția inadecvată a proteinelor și hipoalbuminemia observate la șobolanii cu deficit de proteine (14,15) și sindromul „disadaptare” al kwashiorkor la copii (16,17).
Deși studiile efectelor agoniștilor ß-adrenergici asupra ratei metabolice și asupra activității țesutului adipos brun (BAT) au indicat faptul că acțiunile sistemului nervos simpatic asupra BAT sunt mediate predominant de adrenoceptorii de tip ß-1, β-2 agoniști adrenergici selectivi sunt, de asemenea, implicate, deoarece o inhibare totală poate fi realizată numai printr-o combinație de antagoniști ai receptorilor ß-1 și ß-2 (18). De fapt, la fel ca medicamentele ß-1, agoniștii adrenergici selectivi ß-2 stimulează consumul de oxigen la șobolani și cresc atât temperatura BAT, cât și activitatea căii mitocondriale de conductă a protonului în acest țesut (9).
Prezentul raport descrie o încercare de a produce modificări metabolice care stimulează sinteza proteinelor musculare și disiparea energiei la șobolani alimentați cu diete cu conținut scăzut de proteine, prin administrarea clenbuterolului agonist selectiv ß-2. Ne-am așteptat ca o creștere a activității simpatice să agraveze caracteristicile raportate anterior pentru șobolanii hrăniți cu diete cu conținut scăzut de proteine (6) și, prin urmare, să provoace o reducere mai mare a albuminei plasmatice. Acest lucru ar putea fi dovezi rezonabile că hipoalbuminemia este, de asemenea, promovată de creșterea activității agoniste selective ß-2 în timpul consumului de diete cu conținut scăzut de proteine. În plus, pentru a avea o imagine mai bună a modificărilor metabolice produse de prezentul tratament medicamentos, au fost măsurați doi hormoni, T3 și insulină, cunoscuți ca fiind asociați cu nivelurile plasmatice de albumină la șobolanii hrăniți cu o dietă săracă în proteine (1,4, 6.15).
Material si metode
Masculii dintr-o tulpină consangvinizată, fără patogeni specifici, a șobolanilor cu glugă, menținuți la laboratorul nutrițional Dunn au fost folosiți în experimente. Animalele au fost înțărcate la 3 săptămâni cu o dietă sintetică pe bază de cazeină, cu raport proteic energie: energie totală (P: E) 0,20 (Tabelul 1) timp de 1 săptămână înainte de începerea procedurilor experimentale și apoi împărțite în 3 grupuri. Șobolanilor din grupul de control (A) li s-a acordat acces gratuit la o dietă cu conținut scăzut de proteine (P: E 0,03) timp de 2 săptămâni (Tabelul 1). La șobolanii tratați cu medicamente (grupul CL), clorhidratul de clenbuterol (un agonist selectiv ß-2 specific, piață ca Ventipulmin, Boehringer-Ingelheim Ltd., Londra, Marea Britanie) a fost amestecat în dieta cu conținut scăzut de proteine (dieta de 3,2 mg/kg )) timp de 2 săptămâni. Un al treilea grup, care a primit dieta de control cu conținut scăzut de proteine, a fost hrănit în pereche cu animale CL (grupul P).
În perioada experimentală, șobolanii au fost adăpostiți individual în cuști de sârmă dotate cu tăvi pentru colectarea deversării de alimente. Temperatura ambiantă a fost menținută la 20-23 o C și s-a menținut un ciclu lumină-întuneric de 12 ore. Mâncarea și apa erau disponibile gratuit. Animalele au fost cântărite și consumul lor de alimente a fost înregistrat zilnic.
La sfârșitul perioadei experimentale, animalele au fost ucise între orele 10:00 și 11:00 h prin exanguinare sub anestezie cu dietil eter. Sângele a fost colectat în tuburi heparinizate și plasma rezultată a fost stocată la -20 ° C până când a fost necesar pentru analiză. BAT interscapulară a fost îndepărtată în tampon SHE rece cu gheață (0,25 mol/l zaharoză, 0,1 mmol/l HEPES, 0,1 mol/l dipotasiu EDTA, pH 7,2) și separat de mușchiul aderent și grăsimea albă. Apoi a fost șters, cântărit și omogenizat și menținut la 4 ° C pentru testarea activității citocrom oxidazei. Ficatul și mușchiul gastrocnemius dintr-un picior au fost îndepărtate și cântărite, iar alicote preluate în capsule mici de tablă pentru analiza azotului utilizând un analizor automat de azot (Dumas Analyzer, Carlo Erba, Erba Science, Swindon, Marea Britanie). Proteina a fost calculată ca N x 6,25.
Citocrom c oxidaza (EC 1.9.3.1.) A fost testată în omogenizați BAT urmând oxidarea citocromului c redus spectrofotometric la 550 nm conform metodei Yonetani și Ray (19). Albumina plasmatică a fost determinată folosind o tehnică de bromocrezol verde (6). Concentrațiile de T3 și insulină în plasmă au fost măsurate prin radioimunotest folosind reactivi furnizați sub formă de kit de Amersham International (Amersham, Bucks, Marea Britanie).
O estimare a compoziției carcasei a fost obținută prin uscarea prin congelare a carcasei animale. Apa corporală (%) și grăsimea corporală (%) au fost calculate din conținutul total de apă corporală măsurat prin deshidratare. S-a presupus că apa a constituit 732 g/kg din greutatea umedă fără grăsime a animalelor (20) conform ecuației:% grăsime = 100 (1 -% apă totală din corp)/0,732. Apoi procentul de grăsime a fost transformat în grăsime totală prin ecuația:% grăsime x greutate corporală/100.
Diferențele statistice au fost evaluate folosind ANOVA unidirecțional. Testul de diferență cel mai puțin semnificativ al lui Fisher a fost efectuat ulterior pentru comparații de perechi.
Discuţie
Din rezultatele obținute reiese clar că stimularea sistemului ß-2-adrenergic cu clenbuterol a determinat o exacerbare a simptomelor asociate cu deficitul de proteine la șobolani. Concentrațiile de albumină plasmatică, deja scăzute la șobolanii hrăniți cu o dietă cu conținut scăzut de proteine, au fost reduse în continuare la animalele tratate (6). În asociere cu această reducere a albuminei plasmatice, proteinele hepatice totale au scăzut sub nivelul observat la animalele cu acces liber la dieta cu conținut scăzut de proteine, în timp ce proteina musculară gastrocnemius a fost mai mare decât valorile bine conservate descrise în mod normal la animalele hrănite cu o dietă săracă în proteine găsită de noi și de alții (15). Mai mult, majoritatea acestor modificări au fost dependente de doză (rezultatele nu sunt prezentate), efectul fiind mai pronunțat pe măsură ce concentrația de clenbuterol din dietă a crescut. În mod evident, efectul general de dezadaptare al dietei cu conținut scăzut de proteine a fost crescut prin administrarea medicamentului.