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http://hdl.handle.net/10773/7520
Title: | Type 1 diabetes mellitus effects on mitochondrial function |
Other Titles: | Efeito da diabetes mellitus tipo 1 na função mitocondrial |
Author: | Carvalho, Tiago Filipe Cruz |
Advisor: | Amado, Francisco Manuel Lemos Ferreira, Rita Maria Pinho |
Keywords: | Métodos biomoleculares Metabolismo celular Diabetes Patologia mitocondrial Fosforilação Proteínas glicosiladas |
Defense Date: | 20-Jul-2011 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | Despite type 1 diabetes mellitus being more rare, it has an
autoimmune origin and appears early in life, greatly affecting its
quality. With the aim of better understand the molecular
mechanisms underlying the observed phenotypic alterations in
the skeletal muscle from diabetic patients, it was planned an
experimental protocol using 20 Wistar rats 8 weeks old,
randomly divided in two groups (n=10). The animals from one
group were injected with 60mg/Kg of streptozotocin (STZ), while
the others were injected with vehicle buffer. Four months after
STZ injection, rats were confirmed as diabetic, considering
hyperglycemia and body weight loss. After animals sacrifice,
gastrocnemius muscles were excised and used for mitochondria
subpopulations (subsarcolemmal (SS) and intermyofibrillar
(IMF)) isolation. mtDNA-to-muscle mass ratio suggest an
increased biogenesis of SS mitochondria in the STZ animals,
paralleled by a decreased protein content per mitochondrion, in
opposite to the observed in IMF mitochondria. The BN-PAGE
profile revealed a slight difference of the oxidative
phosphorylation complexes organization between mitochondrial
subpopulations, apparently not affected by STZ administration.
Mitochondrial proteolysis analysis, evaluated through
zymography, revealed two proteases with molecular weights
around 15 and 25 KDa, with the smaller one presenting STZinduced
significant decreased activity in IMF mitochondria. A
similar behavior was observed for paraplegin, a subunit of m-
AAA proteolytic system, and mitofilin, a protein involved in
cristae organization. Interestingly, these protein levels were
higher in SS mitochondria from diabetic animals.
With this work it was verified that subsarcolemmal mitochondria
are not so affected by STZ administration as IMF mitochondria.
The decreased activity of the protein quality control system
seems to be associated with the morphological and biochemical
alterations observed in the mitochondria interspersed in fibrils. Apesar de a diabetes tipo 1 ser uma das formas mais raras de diabetes mellitus, tem uma origem auto-imune e aparece precocemente na vida de um indivíduo afectando grandemente a qualidade da mesma. No sentido de melhor compreender os mecanismos moleculares subjacentes às alterações fenotípicas observadas no músculo esquelético dos pacientes diabéticos, delineou-se um protocolo experimental com 20 ratos Wistar com 8 semanas de idade, aleatoriamente divididos em dois grupos (n=10). Os animais de um dos grupos foram injectados com 60mg/Kg de streptozotocina (STZ), e os outros com veículo. Após 4 meses, os ratos injectados com STZ foram confirmados como diabéticos, tendo em consideração a hiperglicemia e a perda de massa corporal. Após o sacrifício dos animais foram retirados os músculos gastrocnemius, a partir dos quais foram isoladas as duas subpopulações mitocondriais (subsarcolemal (SS) e intermiofibrilar (IMF)). A análise da razão mtADN-massa muscular sugere que a administração de STZ induziu o aumento da biogénese mitocondrial SS associado a um decréscimo do teor proteico mitocondrial, ao contrário do observado nas mitocôndrias IMF. O perfil de BNPAGE revelou uma ligeira diferença entre a organização dos complexos da fosforilação oxidativa entre ambas as subpopulações mitocondriais, aparentemente não afectada pela administração de STZ. A análise da proteólise mitocondrial, efectuada por zimografia, evidenciou duas proteases com 15 e 25 KDa, tendo-se observado uma diminuição acentuada da actividade da protease com menor peso molecular nas mitocôndrias IMF dos animais diabéticos. Uma tendência semelhante foi observada para a expressão da subunidade paraplegina do sistema proteolítico m-AAA e para a mitofilina, uma proteína envolvida na organização da membrana interna mitocondrial. Curiosamente, nas mitocôndrias SS dos animais diabéticos verificaram-se níveis mais elevados destas proteínas. Com este estudo verificou-se que no gastrocnemius, as mitocôndrias IMF são mais afectadas pela diabetes mellitus tipo 1 do que as SS. A diminuição da actividade do sistema de controlo da qualidade proteica parece estar associada às alterações morfológicas e bioquímicas observadas nas mitocôndrias localizadas entre as fibrilas. |
Description: | Mestrado em Bioquímica-Métodos Biomuleculares |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/7520 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DQ - Dissertações de mestrado |
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