Exenatida e exendina(9-39) oriundos do lagarto venenoso Heloderma suspectum e seus efeitos sobre a qualidade espermática de ratos obesos e diabéticos

Translated title
Exenatide and exendin(9-39) from the poisonous lizard Heloderma suspectum and its effects on sperm quality in obese and diabetic rats

Publication type
Doctoral dissertation
Language
Portuguese
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Open Access
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Abstract
The effects of exenatide (EXE) and exendin(9-39) (EXE9), peptides isolated from poisonous lizard H. suspectum on obesity and diabetes mellitus on male fertility are still poorly understood. The aim of this study was to evaluate the effects of EXE and EXE9 on parameters that contribute to sperm quality in hypothalamic injury-induced obesity (MSG) and hypercaloric diet (DIO) as well as streptozotocin-induced diabetes mellitus (STZ). Obese and diabetic rats received 10μg EXE / kg or 100μg EXE9 / kg sc daily or remained untreated for 20 days. Healthy rats at same age for each experimental models were used for comparison, only MSG model used healthy rats treated with exenatide. Biometric and glucoregulatory parameters treated with EXE (STZ) and EXE9 (STZ, DIO, MSG) were evaluated. Blood, testes and tail of the epididymis were collected. Sex hormones, leptin and insulin were evaluated by ELISA. Sperm were obtained from the epididymal tail by washing with HTF culture medium. The percentage of abnormal sperm morphology was analyzed under a phase contrast microscope. Functional analyzes of sperm were performed only STZ and MSG models. Sperm kinetics was evaluated by Computer Aided Analysis. The EXE-treated STZ group (STZ-E) improved the biometric parameters, glycemic control as well as the morphology, functionality and kinetics of mature sperm and EXE9 (STZ-E9) has an EXE effect on essential parameters for maintaining sperm quality. DIO showed impaired sperm quality, but there were occasional changes in the parameters that affect sperm quality. DIO-E improved sperm quality, suggesting that the antiobesogenic, antidislipidemic, and antidiabetogenic action of EXE restored the accuracy of the pathway of mature sperm, whereas treatment with EXE9 did not dramatically affect sperm kinetics, but was unable to restore path accuracy. EXE, through glucoregulatory improvement in MSG, has beneficial effects on hormone levels as well as sperm morphology, functionality and kinetics. Negative changes caused by EXE9 in glycorregulatory parameters, exacerbated increase in mass of periepididimal adipose tissue deposition, decreased testosterone and FSH plasma levels, with consequences on kinetics negatively affect sperm quality. EXE has been shown to be an excellent therapeutic agent to be used for beneficial effects on sperm quality in obese and diabetic patients. Results of treatment with EXE9 similar to those obtained with EXE in some evaluated parameters suggest two hypotheses (1) the use of an alternative to classical receptor; or (2) a dose-dependent situation if the dose of EXE9 administered is not sufficient for its action as an antagonist in a given organ and / or tissue. Therefore clinical research is needed to deepen the knowledge as well as the use of exenatide in a new incretinomimetic function as therapy.
metadata.dc.description.abstractpt
Os efeitos da exenatida (EXE) e da exendina(9-39) (EXE9), peptídeos isolados do lagarto venenoso H. suspectum sobre a obesidade e diabetes melito na fertilidade masculina ainda são pouco compreendidos. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da EXE e da EXE9 sobre parâmetros que contribuem para a qualidade espermática na obesidade induzida por injúria hipotalâmica (MSG) e dieta hipercalórica (DIO) bem como no diabetes melito induzido por estreptozotocina (STZ). Ratos obesos e diabéticos receberam 10μg EXE/kg ou 100μg EXE9/kg sc diariamente ou permaneceram sem tratamento por 20 dias. Ratos saudáveis de mesma idade para cada modelo experimental foram utilizados para comparação, somente para o modelo MSG houve ratos saudáveis tratados com exenatida. Foram avaliados parâmetros biométricos e glicorregulatórios tratados com EXE (STZ) e EXE9 (STZ, DIO, MSG). Sangue, testículos e cauda do epidídimo foram coletados. Hormônios sexuais, leptina e insulina foram avaliados por ELISA. Os espermatozoides foram obtidos da cauda epididimal por lavagem com meio de cultura HTF. A porcentagem de morfologia anormal dos espermatozoides foi analisada sob um microscópio de contraste de fase. Foram realizadas análises funcionais dos espermatozoides somente para os modelos STZ e MSG. A cinética espermática foi avaliada pela Análise Assistida por Computador. O grupo STZ tratado com EXE (STZ-E) melhorou os parâmetros biométricos, controle glicêmico bem como a morfologia, funcionalidade e cinética de espermatozoides maduros e EXE9 (STZ-E9) possui efeito contrário a EXE em parâmetros essenciais para manutenção da qualidade espermática. DIO apresentou comprometimento da qualidade espermática, porém foram alterações pontuais nos parâmetros que afetam a qualidade espermática. DIO-E melhorou a qualidade espermática, sugerindo que a ação antiobesogênicao, antidislipidêmico e antidiabetogênico de EXE restaurou a acurácia da trajetória do espermatozoide maduro, já o tratamento com EXE9 não afetou drasticamente a cinética espermática, mas foi incapaz de restaurar a acurácia da trajetória. EXE, através da melhora glicorregulatória em MSG, tem efeitos benéficos nos níveis hormonais, bem como na morfologia, funcionalidade e cinética dos espermatozoides. As alterações negativas causadas por EXE9 nos parâmetros glicorregulatórios, aumento exacerbado da massa do depósito de tecido adiposo periepididimal, diminuição dos níveis plasmáticos de testosterona e FSH, com consequências sobre a cinética repercutem negativamente sobre a qualidade dos espermatozoides. A EXE mostrou-se um excelente agente terapêutico para ser utilizado em busca de efeitos benéficos sobre a qualidade espermática em obesos e diabéticos. Os resultados do tratamento com EXE9 similares aos obtidos com EXE em alguns parâmetros avaliados sugerem duas hipóteses (1) a utilização de um receptor alternativo ao clássico; ou (2) uma situação dose-dependente no caso da dose de EXE9 administrada não ser o suficiente para sua ação como antagonista em determinado órgão e/ou tecido. Portanto são necessário pesquisas clínicas para aprofundar o conhecimento bem como a utilização da exenatida em uma nova função incretinomimética como terapia.
Reference
ALVES, Patrícia Lúcio. Exenatida e exendina(9-39) oriundos do lagarto venenoso Heloderma suspectum e seus efeitos sobre a qualidade espermática de ratos obesos e diabéticos. 2019. 157 f. Tese (Doutorado em Ciências - Toxinologia) – Instituto Butantan, São Paulo, 2019.
Alves PL. Exenatida e exendina(9-39) oriundos do lagarto venenoso Heloderma suspectum e seus efeitos sobre a qualidade espermática de ratos obesos e diabéticos [Exenatide and exendin(9-39) from the poisonous lizard Heloderma suspectum and its effects on sperm quality in obese and diabetic rats] [Doctoral dissertation]. São Paulo: Instituto Butantan; 2019. 157 p. Portuguese.
Link to cite this reference
https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/3606
Issue Date
2019


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