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Comparative effectiveness of carvedilol and propranolol on glycemic control and insulin resistance associated with L-thyroxin-induced hyperthyroidism — an experimental study

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The present study was undertaken to investigate the effectiveness of adrenergic antagonists carvedilol and propranolol on L-thyroxin-induced cardiovascular and metabolic disturbances in rats. Treatment with L-thyroxin sodium (75mg/kg body mass, s.c., every alternate day for 3 weeks), produced a significant increase in food and water intake, body temperature, heart rate, systolic blood pressure, along with an increase in serum T3, T4, and triglyceride levels. Besides a significant reduction in body mass, serum levels of TSH and cholesterol were also reduced following L-thyroxin treatment. Carvedilol (10mg/kg body mass, orally) and propranolol (10mg/kg body mass, i.p.) administered daily in the third week to 2 separate groups of L-thyroxin-treated animals reversed thyroxin-induced loss in body mass and rise in body temperature, blood pressure, and heart rate. Propranolol treatment increased TSH levels and decreased T3 and T4 levels in hyperthyroid animals, whereas carvedilol did not produce any effect on thyroid hormones. Carvedilol treatment reversed thyroxin induced hypertriglyceridemia, whereas propranolol treatment had no effect. Both carvedilol and propranolol prevented decrease in cholesterol levels induced by thyroxine. Compared with normal animals, L-thyroxin-treated animals showed a state of hyperglycemia, hyperinsulinaemia, impaired glucose tolerance, and insulin resistance, as inferred from elevated fasting serum glucose and insulin levels, higher area under the curve over 120min for glucose, and decreased insulin sensitivity index (K ITT). Propranolol and carvedilol treatment significantly decreased fasting serum glucose levels. Treatment with propranolol did not alter serum insulin levels, area-under-the-curve glucose, or K ITT values. However, treatment with carvedilol significantly reduced area-under-the-curve glucose, decreased fasting serum insulin levels and significantly increased K ITT values. In conclusion, carvedilol appears to produce favorable effects on insulin sensitivity and glycemic control and can therefore be considered as more efficacious adjunctive treatment than propranolol in hyperthyroidism.

La présente étude a eu pour but d'examiner l'efficacité des agonistes adrénergiques carvédilol et propranolol sur les altérations cardiovasculaires et métaboliques induites par la L-thyroxine chez les rats. Un traitement à la L-thyroxine sodique (75 mg/kg s.c., tous les 2 jours pendant 3 semaines) a causé une augmentation significative de la prise de nourriture et d'eau, de la température corporelle, de la fréquence cardiaque et de la tension artérielle systolique, ainsi qu'une augmentation des taux de triglycérides et de T3 et T4 sériques. Il a aussi entraîné une réduction importante du poids corporel et des taux de cholestérol et de thyréostimuline sériques Le carvédilol (10 mg/kg, voie orale) et le propranolol (10 mg/kg, i.p.), administrés quotidiennement pendant la troisième semaine à 2 groupes distincts d'animaux traités à la L-thyroxine, ont renversé la perte de poids et l'augmentation de température, de tension artérielle et de fréquence cardiaque induites par la thyroxine. Le traitement au propranolol a augmenté les taux de thyréostimuline et diminué les taux de T3 et T4 chez les animaux hyperthyroïdiens, tandis que le carvédilol n'a eu aucun effet sur les hormones thyroïdiennes. Le traitement au carvédilol a renversé l'hypertriglycéridémie induite par la thyroxine, tandis que le traitement au propranolol n'a eu aucun effet. Tant le carvédilol que le propranolol ont prévenu la diminution des taux de cholestérol induite par la thyroxine. Comparativement aux animaux normaux, les animaux traités à la L-thyroxine ont montré une hyperglycémie, une hyperinsulinémie, une diminution de tolérance au glucose et une résistance à l'insuline, indiquées par l'augmentation des taux d'insuline et de glucose sériques à jeun, l'augmentation de la surface sous la courbe pendant 120 min pour le glucose et la diminution de l'indice de sensibilité à l'insuline (K TTI). Le traitement au propranolol et au carvédilol a diminué significativement les taux de glucose sérique à jeun. Le traitement au propranolol n'a pas modifié les taux d'insuline sérique, la surface sous la courbe pour le glucose et les valeurs de K TTI. Toutefois, le traitement au carvédilol a diminué significativement la surface sous la courbe pour le glucose et les taux d'insuline sérique à jeun, et augmenté significativement les valeurs de K TTI. Ainsi, le carvédilol semble avoir des effets bénéfiques sur la sensibilité à l'insuline et la régulation glycémique, et serait donc plus efficace que le propranolol comme traitement d'appoint dans l'hyperthyroïdisme.
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Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2007

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