Melatonin increases intracellular calcium in the liver, muscle, white adipose tissues and pancreas of diabetic obese rats

Abstract

La melatonina, es una indolamina producida por la glándula pineal y también, y en mayor medida, por tejidos y órganos periféricos. La melatonina tiene propiedades antioxidantes y antiinflamatorias y actúa como un agente antidiabético regulando la liberación y la acción de la insulina. Sin embargo, las bases moleculares de esta acción antidiabética son desconocidas, lo que limita su aplicación en humanos. Varios estudios han demostrado recientemente que la melatonina puede modificar el calcio en animales diabéticos, y se ha informado que el calcio está involucrado en la homeostasis de la glucosa. El objetivo del presente estudio fue evaluar si el efecto antidiabético de la melatonina crónica a dosis farmacológicas se establece a través de la regulación de calcio en diferentes tejidos en un modelo animal de diabetes tipo 2 relacionada con la obesidad. Se utilizaron 30 ratas con grasa diabética (ZDF) Zücker y sus magros compañeros de camada, 30 ratas Zücker magra (ZL). En ambos tipos de ratas, se crearon 3 grupos de 10 animales, un grupo control, otro tratado con melatonina (10 mg mg por kg de peso corporal por día durante 6 semanas) y otro tratado con el vehículo. Después de los tratamientos, y tras el sacrificio de los animales, se utilizó la espectrometría de absorción atómica con llama para determinar los niveles de calcio en el hígado, los músculos, los principales tipos de tejido adiposo blanco interno, la grasa lumbar subcutánea, el páncreas, el cerebro y el plasma. Se utilizó el programa informático SSPS 17.0 para el análisis estadístico de los resultados, considerándose una p < 0.05 como significativa. Este estudio muestra por primera vez que la administración crónica de melatonina en dosis farmacológicas a ratas ZDF aumentó los niveles de calcio intracelular en el hígado, músculo, páncreas y, más marcadamente, en la grasa gonadal, grasa renal visceral, grasa omental blanca y grasa subcutánea lumbar. Aunque no hubo cambios significativos en los niveles cerebrales o plasmáticos de calcio. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, proponemos un posible mecanismo de acción adicional para el efecto antidiabético de melatonina relacionada con su regulación de la homeostasis celular del calcio, abriendo la posibilidad de utilizar la melatonina para el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2. Asimismo, el aumento en los niveles de calcio parece aumentar la sensibilidad a la insulina, lo que a su vez puede estar relacionado con la elevación de los niveles de adiponectina tras la administración de melatonina, con un posterior aumento de la señalización de la insulina. Es necesario realizar más investigaciones para establecer la distribución de calcio entre los diferentes compartimentos celulares de estos tejidos. Por todo lo anterior, la melatonina puede ser un candidato potencial para el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 asociada con la obesidad.

Melatonin, a widespread substance with antioxidant and anti-inflammatory properties, has been found to act as an antidiabetic agent in animal models, regulating the release and action of insulin. However, the molecular bases of this antidiabetic action are unknown, limiting its application in humans. Several studies have recently shown that melatonin can modify calcium (Ca2+) in diabetic animals, and Ca2+ has been reported to be involved in glucose homeostasis. The objective of the present study was to assess whether the antidiabetic effect of chronic melatonin at pharmacological doses is established via Ca2+ regulation in different tissues in an animal model of obesity-related type 2 diabetes, using Zücker diabetic fatty (ZDF) rats and their lean littermates, Zücker lean (ZL) rats. After the treatments, flame atomic absorption spec trometry was used to determine Ca2+ levels in the liver, muscle, main types of internal white adipose tissue, subcutaneous lumbar fat, pancreas, brain, and plasma. This study reports for the first time that chronic melatonin administration (10 mg per kg body weight per day for 6 weeks) increases Ca2+ levels in muscle, liver, different adipose tissues, and pancreas in ZDF rats, although there were no significant changes in their brain or plasma Ca2+ levels. We propose that this additional peripheral dual action mechanism underlies the improvement in insulin sensitivity and secretion previously documented in samples from the same animals. According to these results, indoleamine may be a potential candidate for the treatment of type 2 diabetes mellitus associated with obesity