{"id":12496,"date":"2020-11-13T06:06:26","date_gmt":"2020-11-13T10:06:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sochob.cl\/web1\/?p=12496"},"modified":"2020-11-13T06:08:05","modified_gmt":"2020-11-13T10:08:05","slug":"el-metabolismo-de-recableado-en-las-celulas-productoras-de-insulina-puede-ayudar-al-tratamiento-de-la-diabetes-tipo-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sochob.cl\/web1\/el-metabolismo-de-recableado-en-las-celulas-productoras-de-insulina-puede-ayudar-al-tratamiento-de-la-diabetes-tipo-2\/","title":{"rendered":"El \u00abrecableado\u00bb del metabolismo en las c\u00e9lulas productoras de insulina puede ayudar al tratamiento de la diabetes tipo 2"},"content":{"rendered":"

Los investigadores han descubierto una forma previamente desconocida en la que las c\u00e9lulas pancre\u00e1ticas deciden cu\u00e1nta insulina secretar.\u00a0Podr\u00eda proporcionar un nuevo objetivo prometedor para desarrollar medicamentos para aumentar la producci\u00f3n de insulina en personas con diabetes tipo 2.<\/em><\/strong><\/p>\n

En un par de art\u00edculos publicados recientemente en\u00a0Cell Metabolism<\/em>, cient\u00edficos de la Universidad de Wisconsin-Madison y sus colegas se\u00f1alan una enzima pasada por alto conocida como\u00a0piruvato quinasa\u00a0como la forma principal en que las\u00a0c\u00e9lulas\u00a0beta pancre\u00e1ticas\u00a0detectan los niveles de az\u00facar y liberan la cantidad adecuada de\u00a0insulina\u00a0.<\/p>\n

A partir de varios experimentos de prueba de concepto en roedores y en c\u00e9lulas pancre\u00e1ticas humanas, el equipo descubri\u00f3 que los medicamentos que estimulan la piruvato quinasa no solo aumentan la secreci\u00f3n de insulina, sino que tienen otros efectos protectores metab\u00f3licos en el h\u00edgado, los m\u00fasculos y los gl\u00f3bulos rojos.\u00a0Los hallazgos sugieren que la activaci\u00f3n de la piruvato quinasa podr\u00eda ser una nueva forma de aumentar\u00a0la secreci\u00f3n de insulina\u00a0para contrarrestar la diabetes tipo 2, pero se requerir\u00eda m\u00e1s investigaci\u00f3n antes de que haya nuevos tratamientos disponibles.<\/p>\n

\u00abDemasiada insulina puede reducir el az\u00facar en sangre a niveles peligrosos, y muy poca insulina puede provocar diabetes\u00bb, dice Matthew Merrins, profesor de medicina en la Facultad de Medicina y Salud P\u00fablica de la Universidad de Washington, quien dirigi\u00f3 el trabajo.\u00a0\u00abLa pregunta que nos hacemos aqu\u00ed es: \u00bfc\u00f3mo los nutrientes como la glucosa y los amino\u00e1cidos activan las c\u00e9lulas beta del p\u00e1ncreas para liberar la cantidad justa de insulina?\u00bb<\/p>\n

El trabajo se llev\u00f3 a cabo diseccionando cuidadosamente el momento parad\u00f3jico de los eventos bioqu\u00edmicos clave en la comprensi\u00f3n predominante de c\u00f3mo las c\u00e9lulas beta pancre\u00e1ticas responden a los nutrientes en la sangre.\u00a0Los investigadores apuntan a un modelo nuevo y m\u00e1s rico para comprender c\u00f3mo se controla este importante proceso que resuelve estas inconsistencias.<\/p>\n

Durante d\u00e9cadas, los cient\u00edficos creyeron que las mitocondrias, los generadores de energ\u00eda en las c\u00e9lulas, iniciaban la secreci\u00f3n de insulina.\u00a0Era una explicaci\u00f3n natural, porque las mitocondrias producen la mol\u00e9cula de alta energ\u00eda ATP, en el proceso agotando la versi\u00f3n de ATP de baja energ\u00eda, ADP.\u00a0La ca\u00edda de ADP estimula el calcio, el desencadenante final para liberar la insulina almacenada.<\/p>\n

Pero el momento no ten\u00eda sentido.\u00a0Las mitocondrias son m\u00e1s activas despu\u00e9s de que la secreci\u00f3n de insulina ya ha comenzado, no antes.\u00a0Adem\u00e1s, las mitocondrias se detendr\u00edan antes de agotar suficiente ADP para desencadenar la secreci\u00f3n de insulina.<\/p>\n

Una pista para resolver estas aparentes paradojas provino de estudios realizados en la d\u00e9cada de 1980 sobre las c\u00e9lulas del m\u00fasculo card\u00edaco.\u00a0En ese momento, los cient\u00edficos descubrieron que la enzima piruvato quinasa, que convierte el az\u00facar en energ\u00eda, independientemente de las mitocondrias, tambi\u00e9n podr\u00eda agotar gravemente el ADP.\u00a0Este proceso ocurre cerca de las prote\u00ednas sensibles al ADP involucradas en la liberaci\u00f3n de insulina en el p\u00e1ncreas.\u00a0Quiz\u00e1s, pens\u00f3 el equipo de Merrins, el p\u00e1ncreas aprovech\u00f3 esta proximidad para ajustar la liberaci\u00f3n de insulina.<\/p>\n

En los experimentos iniciales, los investigadores suministraron az\u00facar y ADP a secciones de\u00a0c\u00e9lulas pancre\u00e1ticas que conten\u00edan piruvato quinasa.\u00a0La enzima engull\u00f3 ambos componentes, agotando el ADP.\u00a0Debido a que la piruvato quinasa estaba ubicada cerca de la prote\u00edna sensible al ADP que desencadena la secreci\u00f3n de insulina, tuvo un gran efecto. \u00abEse es uno de los conceptos importantes de nuestro art\u00edculo: la ubicaci\u00f3n del metabolismo es fundamental para su funci\u00f3n\u00bb, dice Merrins.<\/p>\n

Utilizando islotes pancre\u00e1ticos humanos y de rat\u00f3n, los grupos de c\u00e9lulas que liberan insulina, los investigadores intentaron estimular la actividad de la piruvato quinasa. Los medicamentos que activan la enzima cuadriplicaron la liberaci\u00f3n de insulina, pero solo cuando hab\u00eda suficiente az\u00facar alrededor, una se\u00f1al de que no se puede obligar a la piruvato quinasa a liberar demasiada insulina. \u00abLa piruvato quinasa no cambia la cantidad de combustible que ingresa a la celda, solo cambia la forma en que se usa ese combustible\u00bb, dice Merrins.\u00a0\u00abLos medicamentos que activan la piruvato quinasa aumentan fuertemente la secreci\u00f3n de insulina sin causar demasiada\u00a0liberaci\u00f3n de insulina\u00a0que puede provocar hipoglucemia\u00bb.<\/p>\n

En total, descubrieron evidencia de una forma m\u00e1s compleja en la que\u00a0las c\u00e9lulas beta pancre\u00e1ticas deciden cu\u00e1ndo y cu\u00e1nta insulina liberar, similar a un motor de dos ciclos.\u00a0En el primer ciclo, el az\u00facar en sangre es procesado por la piruvato quinasa, lo que agota el ADP.\u00a0Las mitocondrias mantienen el proceso en marcha al alimentar la piruvato quinasa con a\u00fan m\u00e1s material, lo que hace que los niveles de ADP se derrumben, lo que finalmente estimula la entrada de suficiente calcio en la c\u00e9lula para liberar insulina. En el segundo ciclo, las mitocondrias cambian de alimentar piruvato quinasa con material a producir la mol\u00e9cula de alta energ\u00eda ATP, que se necesita para liberar completamente la insulina.\u00a0Luego, el proceso se reinicia.<\/p>\n

En el estudio complementario, dirigido por colegas de Merrins en la Universidad de Yale, los investigadores examinaron c\u00f3mo los activadores de piruvato quinasa afectaban el metabolismo en ratas sanas y obesas.\u00a0En una serie de experimentos, encontraron que la activaci\u00f3n de la\u00a0piruvato\u00a0quinasa\u00a0aumentaba tanto la secreci\u00f3n de insulina como la sensibilidad a la insulina mientras mejoraba el metabolismo del az\u00facar en el h\u00edgado y\u00a0los gl\u00f3bulos rojos .\u00a0Dichos tratamientos podr\u00edan ser \u00fatiles para las personas con diabetes tipo 2, que no producen suficiente insulina y, como resultado, tienen un metabolismo del az\u00facar disfuncional. \u00abLa idea terap\u00e9utica aqu\u00ed es que podr\u00edamos reconectar el metabolismo para desencadenar de manera m\u00e1s eficiente la secreci\u00f3n de insulina mientras mejoramos la funci\u00f3n de otros \u00f3rganos al mismo tiempo\u00bb, dice Merrins.<\/p>\n

Fuente:<\/strong> https:\/\/medicalxpress.com<\/p>\n

Referencia:<\/strong> Lewandowski SL, Cardone RL, Foster HR, et al. Pyruvate kinase controls signal strength in the insulin secretory pathway. Cell Metab 2020;32:736-750.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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