Avaliação da função renal em camundongos submetidos à exposição crônica a dieta hiperpalatável e do efeito do tratamento com inibidor do cotransportador de sódio e glicose-2 (SGLT2)
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
A obesidade está diretamente relacionada ao aumento da resistência à insulina, o que pode
aumentar as chances de desenvolver diabetes mellitus tipo 2 (DM2), bem como o risco de
doenças cardíacas, hipertensão e disfunções renais. O acúmulo de lipídeos, leva a
complicações metabólicas, condições associadas a um declínio progressivo da função renal,
aumento de mediadores pró-inflamatórios e danos às estruturas renais, resultando em lesões
tubulares, alterações glomerulares e sobrecarga hemodinâmica. Para o controle da
hiperglicemia no DM2, uma nova classe de medicamentos antidiabéticos, os inibidores do
cotransportador de Sódio-Glicose 2 (SGLT2), tem demonstrado eficácia. Estes fármacos são
capazes de reduzir a reabsorção de glicose e sódio nos rins, diminuindo os níveis de glicose
no sangue, e proporcionando efeitos benéficos adicionais, como a redução do estresse
oxidativo, inflamação e apoptose nas células renais. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi
investigar os efeitos de uma dieta rica em gordura e açúcar na morfologia e função renal de
camundongos machos e fêmeas. Além disso, buscamos avaliar o efeito protetor da
dapagliflozina (inibidor de SGLT2) no estado glicêmico, perfil lipídico, função renal e
morfologia, mimetizando condições de obesidade e DM2. Foram utilizados camundongos
C57Bl/6, machos e fêmeas, com 4 semanas de idade (CEUA: #71/2023). Os animais foram
divididos em dois grupos: um foi mantido em uma dieta rica em açúcar e gordura, enquanto o
outro seguiu uma dieta controle (AIN93G) por um período de 12 semanas, a fim de simular
condições de obesidade e DM2. Após as primeiras 8 semanas de dieta, os camundongos
começaram a receber tratamento com dapagliflozina (DAPA, 1 mg/kg/dia) por um período de
4 semanas. Os camundongos foram submetidos à eutanásia para uma análise da função e da
morfologia renal. Os resultados foram analisados por ANOVA de duas vias seguido pelo
pós-teste de Tukey, com significância entre os grupos quando P<0,05. Machos HSB
apresentaram ganho de peso significativo a partir da 5ª semana de dieta, mantendo-se até a 12ª
semana. Fêmeas HSB ganharam peso a partir da 6ª semana, mantendo-se até a 12ª semana.
Além disso, machos HSB apresentaram alterações metabólicas caracterizadas por
hiperglicemia e tolerância à glicose prejudicada, enquanto em fêmeas essas mudanças não
foram observadas. O tratamento com DAPA não foi eficaz em reduzir o peso corporal ao
longo das semanas de tratamento, em contrapartida reduziu a hiperglicemia e restaurou a
tolerância à glicose de machos HSB. Os resultados de função renal mostraram um aumento
significativo na proteinúria em machos HSB, indicando lesão. A elevação nos níveis de GGT
e LDH na urina reforçou a presença de dano tubular. O tratamento com DAPA mostrou-se
eficaz na redução desses marcadores , sugerindo um possível efeito protetor na função tubular
renal dos camundongos submetidos a uma dieta hiperpalatável, contribuindo para a
preservação da integridade funcional dos rins. Estruturalmente, os rins de machos HSB
apresentaram danos, caracterizados pela presença de vacuolização, aumento de células
intersticiais e diminuição de células tubulares. Notavelmente, o tratamento com DAPA foi
capaz de reverter essas alterações. O aumento de inflamação foi observado com elevação dos
níveis de IL-1β, associado ao aumento de lipotoxicidade, evidenciado pelo incremento dos
triglicerídeos no tecido renal de machos HSB. Dessa forma, nosso trabalho mostra um padrão
distinto de respostas entre machos e fêmeas, revelando uma complexa interação entre dieta,
ganho de peso e função renal. Contudo, mais estudos são necessários para entender os efeitos
da dieta HSB em fêmeas.
Abstract
Obesity is directly associated with increased insulin resistance, which can elevate the risk of
developing type 2 diabetes mellitus (T2DM), as well as the risk of heart disease,
hypertension, and kidney dysfunctions. The accumulation of lipids leads to metabolic
complications, conditions associated with a progressive decline in kidney function, increased
pro-inflammatory mediators, and damage to renal structures, resulting in tubular injury,
glomerular alterations, and hemodynamic overload. For controlling hyperglycemia in T2DM,
a new class of antidiabetic drugs, Sodium-Glucose Cotransporter 2 (SGLT2) inhibitors, has
shown efficacy. These drugs reduce the reabsorption of glucose and sodium in the kidneys,
lowering blood glucose levels and providing additional benefits, such as reducing oxidative
stress, inflammation, and apoptosis in renal cells. In light of this, the aim of this study was to
investigate the effects of a high-fat and high-sugar diet on the renal morphology and function
of male and female mice. Additionally, we sought to evaluate the protective effect of
dapagliflozin (an SGLT2 inhibitor) on glycemic status, lipid profile, renal function, and
morphology, mimicking conditions of obesity and T2DM. Male and female C57Bl/6 mice,
aged 4 weeks, were used (CEUA: #71/2023). The animals were divided into two groups: one
was maintained on a high-fat and high-sugar diet, while the other followed a control diet
(AIN93G) for a period of 12 weeks to simulate conditions of obesity and T2DM. After the
first 8 weeks of the diet, the mice began treatment with dapagliflozin (DAPA, 1 mg/kg/day)
for a period of 4 weeks. The mice were euthanized for the analysis of renal function and
morphology. The results were analyzed by two-way ANOVA followed by Tukey’s post-hoc
test, with significance set at P<0.05 between groups. Male HSB mice showed significant
weight gain starting from the 5th week of the diet, which persisted until the 12th week.
Female HSB mice gained weight starting from the 6th week, which also persisted until the
12th week. Furthermore, male HSB mice exhibited metabolic alterations characterized by
hyperglycemia and impaired glucose tolerance, whereas these changes were not observed in
females. DAPA treatment was not effective in reducing body weight over the course of
treatment; however, it reduced hyperglycemia and restored glucose tolerance in male HSB
mice. Renal function results showed a significant increase in proteinuria in male HSB mice,
indicating kidney injury. The elevated levels of GGT and LDH in the urine further reinforced
the presence of tubular damage. DAPA treatment was effective in reducing these markers,
suggesting a possible protective effect on renal tubular function in mice subjected to a
hyperpalatable diet, contributing to the preservation of the functional integrity of the kidneys.
Structurally, the kidneys of male HSB mice showed damage, characterized by the presence of
vacuolation, increased interstitial cells, and decreased tubular cells. Notably, DAPA treatment
was able to reverse these alterations. Increased inflammation was observed with elevated
IL-1β levels, associated with increased lipotoxicity, evidenced by elevated triglycerides in the
renal tissue of male HSB mice. Therefore, our work reveals a distinct pattern of responses
between males and females, highlighting a complex interaction between diet, weight gain, and
renal function. However, further studies are needed to understand the effects of the HSB diet
in females.
Assunto
Fisiologia, Dieta, Obesidade, Diabetes Mellitus Tipo 2, Inibidores do Transportador 2 de Sódio-Glicose, Camundongos Endogâmicos C57BL
Palavras-chave
Dieta hiperpalatável, Obesidade, Diabetes mellitus tipo 2, Inibidor do cotransportador de glicose e sódio-2 (SGLT2), Camundongos C57Bl6