Date of Award

11-2023

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy in Biomedical Sciences

Department

Anatomy

First Advisor

Ernest A. Adeghate

Second Advisor

Sherif M. Karam

Abstract

Diabetes Mellitus (DM) is a major health condition that has reached alarming levels, affecting around 537 million of the global adult population. DM is a group of metabolic diseases characterized by hyperglycemia with disturbance in carbohydrate, fat, and protein metabolism. The proposed therapeutic options for DM are different according to their mechanism of action, and peptide therapy is one of these options. Adropin, a peptide hormone involved in energy homeostasis, has shown promising results in the treatment of diabetes by lowering fasting blood glucose, reducing insulin resistance, and minimizing fat storage. Moreover, it has been demonstrated that adropin is engaged in other biological activities such as reducing oxidative stress and inflammation. However, little is known about the ability of adropin to modulate pancreatic peptide secretion in DM. So, the aim of this study was to investigate the role of adropin in controlling glucose levels by enhancing pancreatic peptide secretion in streptozotocin-induced diabetic rats. To achieve our aim, normal and diabetic Wistar rats were treated with adropin (2.1 μg/kg/day) for a period of 10 days. Fasting blood glucose and body weight were measured. Pancreatic tissue samples were collected for histomorphological analysis and blood was collected for oxidative stress assay and peptide analysis. We reported enhancement in glucose utilization, decrease in a-cells number as well as reduction in glucagon release in adropintreated diabetic rats. Furthermore, adropin significantly augmented the secretion of certain endocrine pancreatic hormones including C-peptide, amylin, and Glucagon Like peptide- 1 (GLP-1) in rats with DM. Interestingly, adropin significantly increased glutathione reductase expression in the pancreatic tissue, in addition to serum total glutathione in the diabetic treated rats compare to diabetic untreated rats. We found that diabetes induction stimulated cell proliferation in both exocrine and endocrine pancreas, and adropin dramatically attenuated this effect in pancreatic exocrine, but not in the islet of Langerhans. This work will add value to the field of diabetes by providing better understanding of how adropin is involved in maintaining glucose homeostasis and glucagon secretion.

Arabic Abstract

تأثير أدروبين على المؤثرات الأيضية و الاجهاد التأكسدي و تكاثر الخلايا على نموذج مرض السكري

مرض السكري هو مشكلة صحية وصلت الى مستويات تنذر بالخطر، حيث تؤثر على حوالي ٥٣٧ مليون من البالغين في العاليم. مرض السكري هو مجموعة من الأمراض الأيضية التي تتميز بارتفاع السكر في الدم مع اضطراب في استقلاب الكربوهيدرات والدهون والبروتين. تختلف الخيارات العلاجية المقترحة لمرض السكري باختلاف آلية عملها، وعد العلاج بالببتيد أحد الخيارات. أظهر أدروبين و ببتيد يساهم في الحفاظ على توازن الطاقة في الجسم نتائج واعدة تجاه علاج مرض السكري عن طريق خفض نسبة السكر في الدم أثناء فترات الصيام، و يعمل أيضا على تقليل مقاومة الأنسولين و تقليل تخزين الدهون في الجسم. مع ذلك لا يعرف الكثير عن قدرة أدروبين على تعديل افرازات البنكرياس لمرضى السكري. لذلك كان الهدف من هذه الدراسة هو معرفة دور أدروبين في التحكم في مستويات السكر في الدم عن طريق تعزيز إفرازات البنكرياس في نموذج الفئران المصابة بالسكري. لتحقيق هدفنا، عولجت الفئران الطبيعية والأخرى المصابة بالسكري بالأدروبين (۲.۱ ميكروغرام / كغ / يوم) لمدة ١٠ أيام. تم قياس نسبة السكر في الدم ووزن الجسم أثناء الصيام. . تم جمع عينات الأنسجة البنكرياس لتحليل النسيجي و تم جمع الدم لفحص الإجهاد التأكسدي و تحليل البيبتيد. لقد لاحظنا تحسن دورة في السكر في الدم، ، و انخفاض في عدد خلايا ألفا و كذلك انخفاض في افراز هرمون الجلوكاجون في الفئران المصابة بداء السكري المعالجة بالادروبين علاوة على ذلك زاد أدروبين بشكل كبير من افراز بعض هرمونات الغدد الصماء بما في ذلك بيبتايد سي والامايلين و الببتايد الشبيه بجلوكاجون في الفئران المصابة بداء السكري. من المثير للاهتمام أن أدروبين زاد بشكل كبير افراز انزيم جلوتاثيون المختزن في انسجة البنكرياس، بالضافة الى انزيم جلوتاثيون الكلي في في الدم في الفئران المصابة بداء السكري المعالجة مقارنة بالفئران المصابة بالسكري الغير معالجة بالأدروبين. قد وجدنا أن تحريض مرض السكري حفز تكاثر الخلايا في كل من البنكرياس الفرازي والغدد الصماء، و أدى أدروبي الى اضعاف هذا التأثير بشكل كبير في افرازات البنكرياس ولكن ليس للغدد الصماء للبنكرياس. في الختام، سيضيف هذا البحث قيمة الى مجال الأبحاث في علاجات مرض السكري من خلال زيادة فهم دور ادروبين في الحفاظ على توازن السكر في الجسم و افراز هرمون الجلوكاجون من البنكرياس.

Download

Share

COinS