Terapia combinada entre metformina e pentoxifilina e as alterações em marcadores do estresse glico-oxidativo no diabetes mellitus

Abstract

O diabetes mellitus (DM) é uma doença metabólica crônica resultante da deficiência na produção/secreção de insulina pelo pâncreas e/ou diminuição das ações da insulina nos tecidos. A principal característica do DM é a hiperglicemia crônica, que está relacionada às complicações a longo prazo da doença. A metformina é o principal medicamento utilizado no tratamento do DM tipo 2. A pentoxifilina, um inibidor não seletivo da fosfodiesterase, tem demonstrado benefícios no tratamento de distúrbios metabólicos e é uma opção em estratégias de terapia combinada para prevenção de complicações diabéticas. Neste estudo, os efeitos da combinação de metformina e pentoxifilina foram avaliados em ratos com DM induzido por estreptozotocina, a fim de melhorar o controle glicêmico e reduzir os impactos do estresse glico-oxidativo. Ratos Wistar machos foram distribuídos nos seguintes grupos: normal (N); diabético (D); diabético tratado com 4U/dia de insulina (DI4U); tratado com 250 mg/kg/dia de metformina (DMET); tratados com 100 mg/kg/dia de pentoxifilina (DP100); tratados com 250 mg/kg/dia de metformina + 25, 50 ou 100 mg/kg/dia de pentoxifilina (DMP25, DMP50, DMP100). Os tratamentos foram realizados por 42 dias. A glicemia dos ratos D aumentou progressivamente durante o experimento. Os tratamentos com metformina + pentoxifilina nas doses de 25, 50 e 100 mg/kg foram eficazes na redução da glicemia dos ratos diabéticos, entretanto, essa melhora não se refletiu em menores níveis de HbA1c. Nos ratos diabéticos, houve aumento nas concentrações plasmáticas de colesterol total, triglicerídeos, alanina aminotransferase (ALT), fosfatase alcalina (ALP), juntamente com redução nas concentrações de creatinina e ácido úrico, que foi revertida apenas pelo tratamento com insulina 4U. Os níveis de AGEs (marcadores de glicação avançada) foram elevados no plasma, fígado e rim de ratos D, com os níveis de AGE sendo diminuídos nos grupos DMP25, DMP50 e DMP100 (plasma e fígado) e DMP100 (rim). Os níveis de TBARS (marcadores de peroxidação lipídica) foram elevados no plasma e rim de ratos D, com todos os tratamentos sendo eficazes em reduzi-los nos rins de ratos diabéticos. Ratos diabéticos DMP50 e DMP100 mostraram aumentos significativos na atividade da enzima PON-1. As atividades das enzimas SOD e CAT foram diminuídas no fígado e rim de animais diabéticos não tratados; a atividade de GSH-Px foi aumentada nesses dois tecidos, o que parece ser um efeito compensatório ao estresse oxidativo. No fígado, nenhum tratamento foi capaz de recuperar as atividades de SOD e CAT. No rim, todos os tratamentos aumentaram a atividade de SOD, e a atividade de CAT foi aumentada nos grupos DMET, DP100 e DMP100. Curiosamente, para GSH-Px, sua atividade foi bastante estimulada no fígado e rim de ratos DMP50 e DMP100. Os resultados obtidos indicam que a terapia combinada entre metformina e pentoxifilina, embora não reverta os danos ao perfil lipídico e marcadores de integridade hepática e função renal, tem potenciais benefícios no combate ao estresse glico-oxidativo, pois reduz os níveis de glicemia e AGE em ratos diabéticos, além de preservar as atividades das enzimas PON-1, SOD e CAT (rim), e também estimula a atividade de GSH-Px.

Diabetes mellitus (DM) is a chronic metabolic disease resulting from deficiency in insulin production/secretion by the pancreas and/or decreased insulin action in tissues. The main characteristic of DM is chronic hyperglycemia, which is related to long-term complications of the disease. Metformin is the main drug used in the treatment of type 2 DM. Pentoxifylline, a non-selective phosphodiesterase inhibitor, has shown benefits in the treatment of metabolic disorders and is an option in combination therapy strategies for the prevention of diabetic complications. In this study, the effects of the combination of metformin and pentoxifylline were evaluated in rats with streptozotocin-induced DM in order to improve glycemic control and reduce the impacts of glyco-oxidative stress. Male Wistar rats were distributed into the following groups: normal (N); diabetic (D); diabetic treated with 4U/day of insulin (DI4U); treated with 250 mg/kg/day of metformin (DMET); treated with 100 mg/kg/day of pentoxifylline (DP100); treated with 250 mg/kg/day of metformin + 25, 50 or 100 mg/kg/day of pentoxifylline (DMP25, DMP50, DMP100). The treatments were carried out for 42 days. The glycemia of the D rats increased progressively during the experiment. Treatments with metformin + pentoxifylline at doses of 25, 50 and 100 mg/kg were effective in reducing the glycemia of the diabetic rats, however, this improvement was not reflected in lower levels of HbA1c. In the diabetic rats, there was an increase in the plasma concentrations of total cholesterol, triglycerides, alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP), together with a reduction in the concentrations of creatinine and uric acid, which was reversed only by treatment with 4U insulin. Levels of AGEs (markers of advanced glycation) were elevated in plasma, liver and kidney of D rats, with AGE levels being decreased in DMP25, DMP50 and DMP100 (plasma and liver) and DMP100 (kidney) groups. TBARS levels (markers of lipid peroxidation) were elevated in plasma and kidney of D rats, with all treatments being effective in reducing them in the kidney of diabetic rats. DMP50 and DMP100 diabetic rats showed significant increases in PON-1 enzyme activity. SOD and CAT enzyme activities were decreased in liver and kidney of untreated diabetic animals; GSH-Px activity was increased in these two tissues, which appears to be a compensatory effect to oxidative stress. In the liver, no treatment was able to recover SOD and CAT activities. In the kidney, all treatments increased SOD activity, and CAT activity was increased in the DMET, DP100, and DMP100 groups. Interestingly, for GSH-Px, its activity was significantly stimulated in the liver and kidney of DMP50 and DMP100 rats. The results obtained indicate that combined therapy between metformin and pentoxifylline, although it does not reverse the damage to the lipid profile and markers of liver integrity and renal function, has potential benefits in combating glyco-oxidative stress, as it reduces blood glucose and AGE levels in diabetic rats, in addition to preserving the activities of the enzymes PON-1, SOD, and CAT (kidney), and also stimulates GSH-Px activity.