Restrição dietética de magnésio associada à dieta hiperlipídica: implicações sobre a homeostase do mineral e sensibilidade à insulina
Dietary magnesium restriction associated with a high-fat diet: implications on mineral homeostasis and insulin sensitivity
Publication year: 2018
Theses and dissertations in Portugués presented to the Universidade de São Paulo. Faculdade de Ciências Farmacêuticas to obtain the academic title of Doutor. Leader: Colli, Celia
A resistência dos tecidos à ação da insulina é uma das principais complicações do excesso de peso. O aumento da gordura corporal, decorrente do consumo excessivo de nutrientes, é acompanhado por um quadro de inflamação crônica de baixa intensidade que está relacionado com a fisiopatologia da resistência à insulina. O magnésio (Mg) é um mineral envolvido com diversos processos fisiológicos e bioquímicos, especialmente aqueles relacionados ao metabolismo energético e ao controle glicêmico. Apesar de a deficiência deste mineral estar relacionada com condições pré-diabéticas, não está claro se a inadequação dietética promove alterações na sensibilidade à insulina e/ou se condições de resistência à insulina causam distúrbios na homeostase de Mg. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da restrição dietética de Mg e sua associação com o excesso de lipídios sobre a homeostase do mineral e a sensibilidade à insulina. Ratos Wistar, machos, com peso entre 97-123 g, permaneceram em gaiolas individuais por 24 semanas. Os animais receberam rações normolipídicas (CON, 7% de lipídios) ou hiperlipídicas (HL, 32% de lipídios), adequadas (CON e HL Mg; 500 mg de Mg/kg de ração; n = 6 para cada grupo) ou com restrição de Mg (Mg[50] e HL Mg[50]; 50 mg de Mg/kg de ração; n = 6 para cada grupo). O consumo da dieta HL promoveu maior acúmulo de tecido adiposo e maior ganho de peso corporal (p < 0,05). Os animais que consumiram rações com restrição de Mg apresentaram hipomagnesemia (p<0,01), menor excreção urinária (p < 0,01) e fecal (p < 0,001) de Mg e menor concentração óssea desse mineral (p < 0,001). No entanto, não foram observadas alterações no Mg muscular (p > 0,05). O grupo HL Mg[50] apresentou maior concentração de Mg no eritrócito quando comparado aos outros grupos. A restrição dietética de Mg, isoladamente, não promoveu alterações na sensibilidade à insulina (avaliada pelo teste de tolerância à insulina). Quando associada à dieta hiperlipídica, resultou em aumento da glicemia de jejum e em redução da sensibilidade à insulina, após 16 semanas (p < 0,01). Em nível molecular, a fosforilação da proteína quinase B (Akt) no músculo e no fígado foi significantemente menor no grupo HL Mg[50] (p < 0,05). A restrição dietética de Mg induziu ao aumento do conteúdo proteico dos canais TRPM6 e TRPM7 no rim, independentemente da sensibilidade à insulina. Os resultados deste estudo apontam que a deficiência de Mg tende a agravar as repercussões metabólicas do consumo de dietas hiperlipídicas na sensibilidade à insulina e que a resistência à insulina altera a compartimentalização do Mg
Insulin resistance is one of the main complications of overweight. Increase body fat, due to excessive consumption of nutrients is accompanied by a chronic low-grade inflammation related to insulin resistance pathophysiology. Magnesium (Mg) is a mineral involved in many physiological and biochemical processes, especially those related to energy metabolism and glycemic control. Although Mg deficiency is related to pre-diabetic conditions, it is unclear whether dietary inadequacy promotes changes in insulin sensitivity and/or if conditions of insulin resistance cause disturbances in Mg homeostasis. This work aimed to investigate the effects of dietary Mg restriction and its association with high-fat diet on mineral homeostasis and insulin sensitivity. Male Wistar rat (97-123 g) remained in individual cages for 24 weeks. Animals received normolipid diet (CON, 7% lipid) or high-fat diet (HF, 32% lipid), adequate (CON and HF, 500 mg Mg / kg diet, n = 6 for each group) or Mg restricted (Mg[50] and HF Mg[50], 50 mg of Mg / kg of diet, n = 6 for each group). High-fat diet promoted a greater adipose tissue excess and body weight gain (p<0.05). Animals with Mg restricted diet had hypomagnesemia (p<0.01), lower Mg urinary (p<0.01) and faecal loss (p<0.001) and lower bone Mg concentration (p<0.001). However, no changes were observed in muscle Mg (p>0.05). HF Mg[50] group presented higher concentration of erythrocyte Mg when compared to the other groups. Singly, dietary Mg restriction did not induce changes in insulin sensitivity (as assessed by the insulin tolerance test). When associated with high-fat diet, dietary Mg restriction resulted in higher fasting glycemia and lower insulin sensitivity after 16 weeks (p<0.01). At the molecular level, protein kinase B (Akt) phosphorylation in muscle and liver was significantly lower in HFMg [50] group (p<0.05). Dietary Mg restriction induced increased protein content of renal TRPM6 and TRPM7 channels, regardless of insulin sensitivity. The results of this study indicate that Mg deficiency worsens metabolic effects of high-fat diet on insulin sensitivity. In addition, insulin resistance changes Mg compartmentalization