Amino acid metabolism in the Zucker diabetic fatty rat: effects of insulin resistance and of type 2 diabetes

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Abstract

We investigated amino acid metabolism in the Zucker diabetic fatty (ZDF Gmi fa/fa) rat during the prediabetic insulin-resistant stage and the frank type 2 diabetic stage. Amino acids were measured in plasma, liver, and skeletal muscle, and the ratios of plasma/liver and plasma/skeletal muscle were calculated. At the insulin-resistant stage, the plasma concentrations of the gluconeogenic amino acids aspartate, serine, glutamine, glycine, and histidine were decreased in the ZDF Gmi fa/fa rats, whereas taurine, α-aminoadipic acid, methionine, phenylalanine, tryptophan, and the 3 branched-chain amino acids were significantly increased. At the diabetic stage, a larger number of gluconeogenic amino acids had decreased plasma concentrations. The 3 branched-chain amino acids had elevated plasma concentrations. In the liver and the skeletal muscles, concentrations of many of the gluconeogenic amino acids were lower at both stages, whereas the levels of 1 or all of the branched-chain amino acids were elevated. These changes in amino acid concentrations are similar to changes seen in type 1 diabetes. It is evident that insulin resistance alone is capable of bringing about many of the changes in amino acid metabolism observed in type 2 diabetes.

Nous avons étudié le métabolisme des acides aminés chez le rat Zucker obèse diabétique (ZDF Gmi fa/fa) pendant le stade prédiabétique insulino-résistant et le stade du véritable diabète de type 2. Les acides aminés ont été mesurés dans le plasma, le foie et les muscles squelettaux, et les rapports plasma/foie et plasma/muscle squelettal ont été calculés. Au stade prédiabétique, les concentrations plasmatiques des acides aminés glucoformateurs aspartate, serine, glutamine, glycine et histidine ont diminué dans les rats ZDF Gmi fa/fa tandis que la taurine, l'acide a-aminoadipique, la méthionine, la phénylalanine, le tryptophan et les 3 acides aminés en chaînes ramifiés ont beaucoup augmenté. À l'étape du diabète, les concentrations plasmatiques d'un plus grand nombre d'acides aminés glucoformateurs ont diminué. Les 3 acides aminés ramifiés étaient de nouveau très concentrés dans le plasma. Dans le foie et les muscles squelettaux, la concentration de bon nombre d'acides glucoformateurs a diminué aux 2 stades, tandis que le niveau d'un ou de tous les acides aminés ramifiés en chaînes a augmenté. Ces modifications des concentrations des acides aminés sont semblables à celles qui se produisent dans le diabète de type 1. Il est évident que la résistance insulinique à elle seule peut déclencher bon nombre des changements du métabolisme des acides aminés observés dans le diabète de type 1.

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