A depuração hepática da insulina é fundamental para regular a homeostase da glicose. Este artigo descreve um procedimento de perfusão hepática fácil de usar para avaliar diretamente a taxa de depuração da insulina hepática in situ em camundongos.
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Artigo de método
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A depuração hepática da insulina é fundamental para regular a homeostase da glicose. Este artigo descreve um procedimento de perfusão hepática fácil de usar para avaliar diretamente a taxa de depuração da insulina hepática in situ em camundongos.
A depuração hepática da insulina é essencial para manter a homeostase da glicose e está intimamente ligada a distúrbios metabólicos, como obesidade, resistência à insulina e diabetes. A medição precisa da depuração da insulina é vital para entender os mecanismos subjacentes dessas condições. Este protocolo apresenta um procedimento de perfusão hepática simples e fácil de usar em camundongos, projetado especificamente para avaliar diretamente a taxa de depuração de insulina hepática. O método envolve a canulação precisa da veia porta e da veia cava inferior supra-hepática para criar um sistema de perfusão in situ que imita as condições fisiológicas. O protocolo orienta os pesquisadores em todas as etapas do procedimento, desde a preparação cirúrgica e configuração do sistema de perfusão até a coleta e análise de amostras. Instruções detalhadas são fornecidas, juntamente com resultados representativos e dicas importantes para otimizar o procedimento. Um tutorial em vídeo acompanha o protocolo escrito, oferecendo instruções e ilustrações visualmente detalhadas, tornando-o uma referência acessível e abrangente para cientistas que exploram os mecanismos moleculares por trás do metabolismo e depuração da insulina hepática.
A descoberta da insulina tornou-se um dos marcos do século passado. Muito se sabe sobre a regulação da síntese de insulina, secreção e suas funções fisiológicas nos tecidos metabólicos. No entanto, tem havido menos foco na degradação da insulina e seus mecanismos regulatórios. O metabolismo da insulina pode ser entendido como a interação entre a função das células beta, a resistência ou sensibilidade à insulina (RI) e a depuração da insulina. Juntamente com a secreção de insulina, a depuração hepática de insulina desempenha um papel crucial na manutenção do nível homeostático de insulina necessário para atingir os tecidos-alvo periféricos e facilitar a ação adequada da insulina1. Vários estudos identificaram a depuração de insulina prejudicada como um fator crucial na patogênese da hiperinsulinemia na síndrome metabólica, bem como em outras condições, como diabetes tipo 22, esteato-hepatite não alcoólica4 e síndrome do ovário policístico5. Assim, a hiperinsulinemia secundária à depuração reduzida pode desempenhar um papel na patogênese da doença metabólica. Estratégias que melhoram a depuração da insulina têm o potencial de reverter os impactos desfavoráveis da hiperinsulinemia nesses indivíduos.
A insulina tem um padrão único de distribuição. O nível de insulina plasmática circulante depende do equilíbrio entre a secreção e a remoção de insulina. O pâncreas secreta insulina na veia porta de forma pulsátil, direcionando-a para os hepatócitos. Como o primeiro órgão a encontrar secreção de insulina, o fígado degrada a maior parte da insulina durante sua primeira passagem, respondendo por 60% a 70% do total de insulina6. A insulina remanescente sai do fígado pela veia hepática, entrando na circulação sistêmica, onde é parcialmente utilizada pelos tecidos periféricos (principalmente músculo, tecido adiposo e rins) antes de ser extraída pelo fígado durante sua segunda passagem pela artéria hepática7.
A medição precisa da depuração da insulina é crucial. Medir diretamente a depuração da insulina hepática em estudos em humanos é um desafio porque a obtenção de amostras de sangue das veias porta e hepática é difícil. Métodos diretos e indiretos são usados para estimar a depuração da insulina em humanos e modelos animais. Aproximadamente três estratégias são empregadas para medir a depuração de insulina indiretamente. As avaliações mais frequentemente utilizadas na prática clínica envolvem métodos baseados na relação molar peptídeo C/insulina8. Essa abordagem é fundamentada na secreção equimolar de ambos os peptídeos e na ausência de extração do peptídeo C pelo fígado9. O segundo grupo de métodos depende da análise matemática das curvas de decaimento plasmático da insulina após uma entrada conhecida e específica do hormônio na circulação 2,10,11. O terceiro método baseia-se no fato de que a infusão de insulina a uma taxa constante leva a níveis estáveis do hormônio no sangue, onde a taxa de remoção coincide com a taxa de administração12. Esses métodos indiretos refletem principalmente a depuração geral da insulina no corpo. Dado que o fígado é o principal local de depuração da insulina e desempenha um papel crucial nesse processo, é essencial avaliar diretamente a depuração da insulina hepática.
Estudos anteriores mediram diretamente a extração de insulina hepática em cães saudáveis 13,14. Estudos também usaram um modelo isolado de fígado de rato perfundido para avaliar a extração de insulina do fígado15,16. Devido à alta disponibilidade de cepas geneticamente modificadas, os camundongos servem como modelos valiosos para investigar vias moleculares. Alguns estudos17 utilizaram a perfusão hepática para avaliar diretamente a depuração de insulina hepática em um modelo de camundongo. Nesses estudos, um perfusato contendo insulina humana é infundido na veia porta e coletado da veia cava inferior. A proporção de insulina absorvida pelo fígado indica sua depuração. A técnica de perfusão hepática mantém o fígado em condições quase fisiológicas, circulando um perfusado quente, oxigenado e enriquecido com nutrientes através da vasculatura hepática. No entanto, não há orientação prática suficiente e dicas essenciais para o avanço e disseminação dessa técnica.
Assim, embora a depuração hepática de insulina tenha recebido atenção crescente, seu papel nos distúrbios, bem como seus mecanismos moleculares, permanecem obscuros18. Portanto, técnicas avançadas são muito necessárias no campo da pesquisa científica. Este protocolo estabelece um procedimento detalhado de perfusão hepática modificada em camundongos para avaliar a depuração hepática da insulina. Além disso, esse método também pode ser usado para estudar os efeitos dos medicamentos no fígado, incluindo o efeito de primeira passagem, processos de transporte de medicamentos e vários outros aspectos.
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Este protocolo foi aprovado pelo Comitê de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Médica de Nanjing (IACUC-2105018) e seguiu as diretrizes do Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais. Todos os camundongos C57BL / 6N foram mantidos em um ciclo claro / escuro de 12 horas com livre acesso a comida e água. Camundongos de seis semanas de idade foram divididos aleatoriamente em um grupo de dieta Chow (CD) e um grupo de dieta rica em gordura (HFD). O grupo HFD foi alimentado com uma dieta rica em 60% de gordura e continuou com essa dieta até as 10 semanas de idade. O peso corporal médio foi de 28,55 g ± 1,2 g para o grupo HFD e 24,3 g ± 0,48 g para o grupo controle. Os detalhes dos reagentes e equipamentos usados neste estudo estão listados na Tabela de Materiais.
1. Preparação
2. Cateterismo cirúrgico
3. Perfusão hepática
4. Análise dos dados
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Este protocolo descreve o procedimento de infusão hepática para calcular a depuração da insulina hepática diretamente. Este modelo é confiável e reprodutível. Um exemplo dos resultados obtidos de um experimento é mostrado na Figura 3. Após um período de equilíbrio de 10 minutos, o tampão KRBH suplementado com 4,0 ng/mL de insulina humana foi perfundido através da veia porta por 30 minutos. O líquido de perfusão foi coletado do cateter na veia cava inferior supra-hepática em intervalos de 2 m...
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Etapas críticas no protocolo
Os procedimentos cirúrgicos descritos acima devem ser realizados com cuidado suave para evitar a criação de lesões no fígado. Além disso, a estrutura frágil da parede do vaso da veia hepática a torna vulnerável a punções e sangramento subsequente se não for manuseada com cuidado durante a canulação. Tubos de silicone mais macios são utilizados neste protocolo para minimizar os danos aos vasos sanguíneos. Recomenda-se que o cateterismo seja...
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Nenhum conflito de interesse foi declarado.
Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (82200948, 82270921, 82170882).
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 60% dieta rica em gordura | Dietas de pesquisa, EUA | D12492 | |
| Kit de ensaio de alanina aminotransferase | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | C009-2-1 | |
| Glicose anidra | Sangon Biotech | 50-99-7 | 500 G |
| Kit de ensaio de aspartato aminotransferase | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | C010-2-1 | |
| Soro bovino Albumina | GeminiBio | 700-107P | TS Contour Sem Ácidos |
| Graxos | Tiras | PH220800019 | |
| Contour | Bayer | DP38M3F05A | |
| Heparina Sódica | Changzhou Qian hong Bio-pharma | H32022088 | 12500 U / 2mL |
| Insulina humana | Novo Nordisk | S20191007 | 300 U / 3mL |
| Kit de imunoensaio de insulina humana | Ezassay Biotechnology | HM200 | |
| KRBH tampão (açúcar, BSA livre) | coolaber | SL65501 | 500 mL |
| Oxigenador de membrana | Xi'an Xijing Medical Appliance | 5 | |
| Tesoura microscópica | Shanghai Jinzhong | YBC020 | |
| Braçadeira Micro-serrefine | Ningbo Medical Needle | 180709 | |
| Microsurgery Fórceps | Shanghai Jinzhong | WA3010, WA3020 | |
| agulha | N-buliv | LG05-133-2 | |
| Solução de iodopovidona | Shanghai likang Desinfetante Hi-Tech | 20231016J | |
| bomba 11 Aparelho Elite | Harvard | PC5 70-4500 | |
| Retractor | Globalebio (Pequim) Technology | GEKK-10mm | 10 mm |
| Silicone Tubing | produtos científicos | #BB518-12 | 0,31 mm × 0,64 mm |
| Tubo de silicone | Fisher Scientific | #11-189-15A | ID 0,5 mm |
| Injeção de cloreto de sódio | Baxter | S2402023 | 4,5 g/500 mL |
| Sutura | de seda cirúrgicaYangzhou Huanyu Equipamento Médico | 6-0 | |
| Modulação de temperatura | Xi'an Xijing Medical Appliance | 6 | |
| Banho-maria termostático | Jiaxing Junsi Electronics | HIH-1 | 220 V 50 HZ |
| Junta de três vias | YISAI | AQTCY1.6 | ID 0,4 mm |
| Injeção de cloridrato de xilazina | ShengXin | 20240106 | 200 mg / 2mL |
| Zoletil 50 | Virbac | WK001 | 250 mg/5mL |
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