Papel da disfunção do sistema nervoso autônomo e diabetes mellitus por estreptozotocina sobre a excreção urinária de albumina e conteúdo renal dos transportadores de glicose

Abstract

Foi observado em estudos clínicos que no Diabetes Mellitus de longa duração, a neuropatia autonômica avançada associa-se a uma maior prevalência de retinopatia e nefropatia diabéticas. O rato com Diabetes Mellitus induzido por estreptozotocina, por apresentar microalbuminúria e alterações mesangiais que caracterizam a nefropatia diabética foi considerado por nõs um modelo experimental no qual as interações entre os sistemas renal e nervoso autônomo poderiam ser estudadas. Nossa hipótese foi a de que a avaliação da presença e evolução da excreção urinaria de albumlna e da presença ou não de disautonomia cardíovascular e efeito da desnervação rena, neste modelo poderiam caracterizar a existência ou não desta associação. Além disto, tendo em vista que o aumento do e metabolismo da glicose intra-celular na célula mesangial representam evento chave na patogênese da nefropatia diabética, existem sugestões na «teratura de que alterações nos transportadores de glicose (GLUTs) poderiam estar vinculadas à ela. Os objetivos deste estudo foram: 1) Avaliar a função autonômica no Diabetes experimental em fases iniciais e tardias com e sem ,raramente com insulina, estudando as repercussões deste função sobra a excraçâo urinária de albumina; 2) Estudar os efeitos da desnervação renal sobra a excreção urinária de na e expressão dos transportadoras de glicose no rim de ratos normais e com Diabetes experimental. Para tento, no estudo I foi injetada estreptozotocina, 60 mg/kg, pela veia da cauda (grupo D) ou tempão cltrato de sódio (grupo ND) em ratos Wister, o grupo D tendo sido tratado com insulina, e avaliado quanto à presença da neuropatia autonômica cardiovascular 7, 14, 30 e 120 dias após. Nas mesmas datas foram coletadas amostras de urina de 24h e também aos 60 e 90 dias, para medida de diurase. glicose urinária, e determinação da carga excretada de albumina. No estudo II o Diabetes foi induzido da mesma fomta, mas estes animais nâo receberam insulina; foram avaliados do ponto de vista cardlovascular 46 e 90 dias apôs a indução, e as mesmas variáveis descritas acima foram ermmadas aos 30, 45, 60 e 90 dias de Diabetes. No estudo III foi realizada Cirurgia de desnervaçâo renal (DR) ou fictícia em animais tomados diabéticos 30 antes e num grupo ND, constituindo-se os grupos D-DR, D, ND-DR e ND. As naveis descntas nos estudos I e li foram determinadas antes e após 15 dias do dimenlo cirúrgico, ocasião em que os animais foram sacrificados para a quantificação dos GLUTs , e 2 nos rins. Para conãrmar a desnervaçâo, em alguns nns foi realizada a dosagem de norepinefrina. Os resuãados do estudo I demonstraram que ratos diabéticos tratados com insulina apresentam, 7 a 120 dias streptozotocma, aumento da vartabilidade da freqüência cardíaca e menor anabilidade da pressão arterial, as quais se relacionam ao grau de j descompensação metabOlica. Nestas condições, nâo foram evidenciados déficits i autonômicos, porém já observou-se aumento da excreção urinária de albumina no Os resultados do estudo II demonstraram que, após 45 a 90 dias de Diabetes experimentai, sem tratamento com insulina, havia menor .ônus vaga, menor efeito simpático e menor variabi,idade da freqüência cardíaca no dominio do 'empo, alterações provavelmente secundárias á disfunção do sistema nervoso í autônomo determinadas pelo Diabetes. Um aumento da carga excretada de albumina também foi observado no estudo II em relação ao I, provavelmente P que os animais, por terem recebido insulina, estavam em melhores condições metabOlicas. O estudo III demonstrou que a desnereaçâo renal determinou ento da excreção unnána de glicose e da proteína GLUT 1 no córtex renal e diminuição da proteína GLUT 2 na mesma região, O Diabetes determinou aumento das proteínas GLUT 2 e GLUT 1 no córtex renal, a primeira alteração favorecendo a reabsorçâo proxlmal de glicose e a segunda podendo levar a aumento na concentração intra-celular de glicose em células mesangials. No entanto, a desnenração renal em ratos diabéticos detemtinou diminuição da proteína GLUT 1 no cortex renal, o qual, se acompanhado de diminuição dos níveis de glicose nas Células mesangials, tenderia a reverter os danos causados pelo Diabetes no glomérulo. Concluímos que: 1, o Diabetes induzido por estreptozotocina determinou maior carga excretada de albumina logo nos pnmeiros dias apôs a indução, o que aumentou durante a evolução; 2) Evidências de disfunçâo autonômica podem ser Observadas com 45 a 90 d,as de Diabetes expenmental; 3) O .retamente com insulina pretsne a piora da função autonômica no Diabetes expenmental; 4) Embora ação simpática renal e o Diabetes determinem aumento da proteína GLUT 1 no cértex renal, o eferto da desnervaçâo rena, no Diabetes é de reduzir a proteína GLUT 1 nesta região, não havendo efeitos da menor estimulaçâo simpática sobre a excreção unnána de albumina. Os resultados sugerem que uma Ção do tonus simpático renal não determina progressão da disfunçâo renal no Diabetes experimental.

In clinicai studies, it has been observed that In long-term Diabetes Mellitus there ís a relationship between severa diabetic autonomlc neuropathy and the presence of retinopathy and nephropathy. Since streptocotocin-diabetic rat develops microalbummuria and mesangial modificatlens lhal chacterize diabetic nephropathy, it was considered by us an experimental model In which the ractíons between the renal and autonomic nervous systems could be studied. assumed that by evatuatíng the exístence, the development of urinary albumín excraíon and the existence or not of cardiovascular dysautonomia and the effects of renal denenration In this model we could characterize that this associaíon exists or not. Besides, as the Increase of the intra-cellular glucose contem and Its metabolism In mesangial cells ara a key even. In me pathogenesis of diabetic , nephropathy, there are suggestions In the literatura that modificatlons In glucose transporters (GLUTs) could be ralated to it. The alms of the present study wera: 1) To evaluate the autonomic function In experimental Diabetes In eariy and late stages, with and wlthout trealment with insulin and the consequences of this unctíon on urinary albumin excretion; 2) To evaluate the effects of renal denervatíon on urina^ albumin excretion and contem of glucose transporters In the "d"6*8 of norTna' rats and straptozotocln-diabetic rata, In order to accomplish this, (In study I, streptozolocin was ínjected, 60 mg/kg, through the caudal vein (D group) or citrate buffer (ND group), In Wistar rats, while graup D was traated with insulin and evaluated for the presença of cardiovascular autonomic neuropathy 7, 14. 30 and 120 days after. In the same pertods, 24h urine samples were collected and also at 60 and 90 days, for measuring diuresis, urtnaiy glucose and urinary albumin excretion. In study II, rats wera made diabetic in the same way, but these animals did not receive insulin; they were evaluated 45 and 90 days after for the presença of cardiovascular autonomic neuropathy, and 24h urine samples were collected for determmation of the same variables described above at 30, 46, 60 and 90 days of Diabetes. In study III. renal denervation (RD) or sham surgery was pertonned In animais made diabetic by streptozotocln 30 days before and In an ND group. As a result, we obtained 4 groups of animais: D-RD, D, ND-RD and ND. The variables described above «ere collected before and 15 days after the surgical procedure, occasion in which the animais were sacrífíced for the determinatlon of GLUTs 1 and 2 m lhe kidneys. To confirm denervation, the determinatlon of norepinephrine was made in some kidneys. The results of study I showed that diabetic rats beated with insulm present, 7 to 120 days after the injection of streptozotocin, higher heart rate variability and lower arterial pnessure variability, which comelate with the degree of metabolic decompensation. In these conditlons, no autonomic deficits were identified, but higher urinary albumin excretion in D gmup can be already observed. The results of study II showed that 46 to 90 days of experimental Diabetes (no treatment with insulin), a lower vagai tone, lower sympathetic effect and lower heart rate variability (evaluated in time domain) can be observed. These modifications are p obably related to the diabetic autonomic nervous dysfunclion. In study II, when animais were in a worse metabolic condltion, because they did not receive insulin, a higher urinary albumin excretion was also observed for the D group. The study III showed that renal denervation determined higher urinary glucose excretion and GLUT 1 proteín In renal cortex and lower GLUT 2 protein in the same region. Diabetes determined higher GLUT 2 and 1 protein in the renal cortex, the first alteration could favour proximal tubular resorption of glucose and the second could lead to higher intra-cellular glucose concentration in mesangial cells. However, renal denervation in diabetic rats led to lower GLUT 1 protein In renal cortex, and if thls corresponds to a decreased contem of glucose in mesangial cells, the expected effect should be a reversal of the diabetic damage un the glomemli. We conduded that: 1) Streptozotocin Diabetes determined higher uhnary albumin excmtíon in the first days after its beginning, which increased during its evolution, 2) Evidence of autonomlc dysfunction can be seen with 45 to 90 days of experimental Diabetes; 3) Treatment with insulin prevents the worsening of autonomíc function in experimental Diabetes; 4) Although sympathetic renal denervation and Diabetes determine elevations on GLUT 1 protein in renal cortex, the net effect of renal denervation in Diabetes is to lower GLUT 1 protein in this region, and there are no effects of diminished sympathetic stimulation on urinary albumin excretlon rate, The resulte suggest that the reduction in renal sympathetic tone do not determine progresslon of renal dysfunction in experimental Diabetes.