Efeitos dos inibidores de fosfodiesterases, roflumilast e tadalafil, sobre as alterações fisio-metabólicas e biomarcadores do estresse glico-oxidativo em modelo de obesidade e resistência à insulina

Abstract

A hiperglicemia crônica decorrente da resistência insulínica resulta em aumento na geração de espécies reativas de oxigênio (ERO) e de produtos finais de glicação avançada (AGEs), os quais em conjunto contribuem para o estabelecimento do estresse glico-oxidativo. Atualmente, tem-se estudado os efeitos dos medicamentos da classe de inibidores de fosfodiesterases (iPDE) dos nucleotídeos cíclicos sobre a obesidade e suas complicações. O objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos do roflumilast (RFM, iPDE4) e do tadalafil (TDL, iPDE5) sobre as alterações fisiometabólicas e biomarcadores do estresse glico-oxidativo, com ênfase nos seguintes tecidos: plasma, fígado e rins, em camundongos sob sistema-modelo in vivo de obesidade. Camundongos machos C57BL/6/JUnib foram divididos em 7 grupos experimentais: P (alimentados com dieta padrão, P), HL (alimentados com dieta hiperlipídica, HL), HL-SLN (dieta HL e receberam veículo, sistema lipídico nanoestruturado), HL-RFM0,5 (dieta HL e tratados com 0,5 mg/kg de RFM), HL RFM1,0 (dieta HL e tratados com 1,0 mg/kg de RFM), HL-TDL1,0 (dieta HL e tratados com 1,0 mg/kg de TDL) e HL-TDL2,0 (dieta HL e tratados com 2,0 mg/kg de TDL). O experimento teve duração de 16 semanas, sendo que na 9ª semana os tratamentos começaram a ser administrados diariamente para os respectivos grupos. Na 14ª semana foi realizado o teste de tolerância à glicose por via oral e na 15ª semana os animais passaram pelo teste de tolerância à insulina. Após 16 semanas, os animais foram eutanasiados e o sangue coletado via punção cardíaca; foram retirados e pesados os tecidos adiposos brancos epididimal e retroperitoneal, tecido adiposo marrom, coração, músculo esquelético gastrocnemius, fígado e rins. Animais HL e HL SLN apresentaram elevado ganho de peso corporal, maiores massas de tecidos adiposos brancos, resistência insulínica e intolerância à glicose; também apresentaram níveis elevados de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) em plasma, fígado e rins, níveis elevados de AGEs fluorescentes em plasma e rins, bem como diminuição nas atividades das enzimas antioxidantes paraoxonase 1 (PON 1) (plasma), catalase (CAT) (fígado) e glutationa peroxidase (GSH-Px) (fígado e rins). Em relação aos tratamentos de animais em dieta HL com os iPDEs, os tratamentos com roflumilast (0,5 e 1,0 mg/kg) promoveram diminuição no peso corporal, os quais alcançaram valores semelhantes aos animais P. Os tratamentos com tadalafil (1,0 e 2,0 mg/kg) também promoveram diminuição no peso corporal. Os menores valores de peso corporal de animais tratados com roflumilast ou tadalafil podem ser uma consequência das menores massas de tecidos adiposos brancos, as quais foram menores que aquelas encontradas em animais HL. Os animais tratados com ambas as doses dos inibidores de PDE apresentaram melhorias na tolerância à glicose e maior sensibilidade à insulina, em comparação aos animais HL. Animais tratados com roflumilast ou tadalafil também apresentaram diminuição nos níveis de AGEs (plasma e rins) e nos níveis de TBARS (plasma, fígado e rins). Houve um aumento na atividade de PON 1 nos animais tratados com roflumilast ou tadalafil. Animais HL-RFM1,0 apresentaram aumento na atividade de CAT no fígado, enquanto animais HL-TDL2,0 apresentaram aumento na atividade de CAT nos rins. Pode-se concluir que roflumilast e tadalafil atenuaram o ganho de peso corporal, exerceram efeitos benéficos na tolerância à glicose e sensibilidade à insulina, e diminuíram os níveis de marcadores de danos glico-oxidativos em fígado e rins de animais alimentados com dieta HL.

Chronic hyperglycemia that emerges from insulin resistance results in higher generation of reactive oxygen species (ROS) and advanced glycation end products (AGEs), which contribute to the establishment of the glycoxidative stress. Recently, it has gained attention the effects of drugs belonging to the class of the inhibitors of phosphodiesterases (iPDE) on obesity and its complications. The objective of this study was to evaluate the effects of roflumilast (RFM, iPDE4) and tadalafi (TDL, iPDE5) on physiometabolic changes and the glycoxidative stress biomarkers with emphasis in the following tissues: plasma, liver and kidneys, of mice under an in vivo model system of obesity. Male C57BL/6/JUnib mice were divided into 7 experimental groups: P (fed a standard diet, P), HL (fed a high-fat diet, HFD), HL-SLN (fed a HFD and received nanostructured lipid system by gavage), HL-RFM0.5 (fed a HFD and treated with 0.5 mg/kg RFM), HL-RFM1.0 (fed a HFD and treated with 1.0 mg/kg RFM), HL-TDL1.0 (fed a HFD and treated with 1.0 mg/kg tadalafil) and HL-TDL2.0 (fed a HFD and treated with 2.0 mg/kg TDL). The experiment was performed throughout 16 weeks, in the 9th week the daily treatments were started. At the 14th week, the oral glucose tolerance test (OGTT) was performed; at the 15th week, the insulin tolerance test (ITT) was performed. After 16 weeks, the animals were euthanized and blood samples were collected by cardiac puncture; epididymal and retroperitoneal white adipose tissues, interescapular brown adipose tissue, heart, gastrocnemius skeletal muscle, liver and kidneys were removed and weighted. HL and HL-SLN mice had increases in the body weight gain and in the weights of white adipose tissues; they also had insulin resistance, glucose intolerance, increased levels of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) in the plasma, liver and kidneys, increased plasma and renal levels of fluorescent AGEs, decreased activities of paraoxonase 1 (PON 1) (plasma), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSH-Px) (liver and kidneys). Regarding the treatments with the iPDEs, mice from HL-RFM0.5 and HL-RFM1.0 groups had low body weight gain values, which were similar from those of P group. The treatments with both doses of TDL also decreased the body weight gain in mice fed a HFD. The low mean values of body weight of mice treated with RFM or TDL could be explained by the analysis of the white adipose tissue weights, which were lower than those of HL group. Mice treated with both doses of RFM and TDL had improvements in the glucose tolerance and insulin sensitivity, when compared with mice from HL group. Mice treated with both doses of RFM and TDL also had decreased levels of AGEs (plasma and kidneys) and of TBARS (plasma, liver and kidneys). It was observed an important increase in the activity of PON 1 in mice treated with RFM and TDL in comparison with the HL mice. The HL-RFM1.0 mice had an increase in the CAT activity in the liver, while HL-TDL2.0 mice had an increase in the CAT activity in the kidneys. From these findings, it can be concluded that roflumilast and tadalafil attenuated the body weight gain, exerted beneficial effects on glucose metabolism by improving the glucose tolerance and insulin sensitivity, and decreased markers of glycoxidative damage in liver and kidneys of animals fed a HFD.