Quantification of glucose turnover and Cori cycling in ATGL-knockout mice by U- 13C6glucose infusion and LC-MS/MS analysis of glucose 13C-isotopomers

摘要

A patofisiologia de doenças metabólicas como a diabetes mellitus tipo II (T2DM) écaracterizada pela perda de sincronia entre a síntese e catabolismo de triacilgliceróis (TAG). Alipase adiposa de triacilglicerídeos (ATGL), uma enzima envolvida na hidrólise de TAGs, tem sidoalvo de vários estudos de forma a compreender o seu papel na resistência à insulina. A razãopara este aumento de interesse é o fato de os ATGL knock‐outs (ATGL‐/‐) terem demonstradomaior sensibilidade à insulina e tolerancia à glucose em comparação com ratinhos sem adelecção (WT). Apesar de eles não recorrerem a ácidos gordos armazenados como fonte deenergia, estas características fazem dos ratinhos ATGL‐/‐ um modelo único para a melhorcompreensão da relação entre o metabolismo de TAGs e a resistência à insulina.A taxa do turnover de glucose e reciclagem pelo ciclo de Cori é altamente suscetíveltanto à sensibilidade a insulina como à disponibilidade de nutrientes. Sob condições normais dejejum, a maioria da glucose é reciclada pelo ciclo de Cori. No entanto, a maior dependência deglucose por parte dos ratinhos ATGL‐/‐, levou‐nos a colocar a hipótese de que estes ratinhosseriam mais dependentes da produção de glucose endógena (EGP) para fazer face a estanecessidade e que a glucose seria eliminada principalmente através da oxidação, resultando emmenor reciclagem através do ciclo de Cori.Para estudar esta hipótese, os enriquecimentos de glucose de ratinhos ATGL‐/‐ e WT,infundidos com [U‐13C6]glucose, foram quantificados por análise de gotas de sangue (DBS) porcromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa (LC‐MS/MS). Após odesenvolvimento e validação do método, a quantificação do enriquecimento da [U‐13C6]glucoseprecursora permitiu a determinação da taxa de EGP, enquanto a quantificação dos isotopómerosparcialmente marcados [1,2‐13C2]glucose e [1,2,3‐13C3]glucose, forneceram uma avaliação dociclo de Cori.A análise da EGP e do metabolismo do ciclo de Cori entre ratinhos ATGL‐/‐ e wild‐type,revelou que as taxas de EGP eram tendencialmente mais baixas para ratinhos ATGL‐/‐, quandocomparados com ratinhos wild‐type e que o ciclo de Cori contribuía quantitativamente para aEGP em ambos os grupos. Assim, estes dados não confirmam a hipótese de maior oxidação deglucose e ciclo de Cori reduzido em ratinhos ATGL‐/‐.