Rol in vivo de la interacción fosfofructoquinasa-2 (PFK-2)- glucoquinasa (GQ) hepáticas en la regulación de la homeostasis de la glucosa en condiciones normales y de insulinorresistencia.

MASSA ML; FRANCINI F; LENZEN S; GAGLIARDINO JJ

Facultad Ciencias Médicas La Plata

Jornada; Jornadas de Medicina 2007 de la Facultad de Ciencias Médicas de la UNLP; 2007

Facultad de Ciencias Médicas

Introducción: Recientemente se ha observado a nivel mundial un incremento del consumo total de calorías y un cambio en el tipo de nutrientes consumidos. Los jarabes ricos en fructosa, se han convertido en los edulcorantes favoritos utilizados en las bebidas carbonatadas y diversos productos de consumo diario. Trabajos recientes sugieren que este incremento en el uso de dichos jarabes y de carbohidratos refinados contribuye a la actual epidemia de obesidad y DMT2. Asimismo se ha postulado que el daño en la regulación del metabolismo hepático de glucosa es probablemente la primera y más significativa consecuencia de estos cambios del patrón alimentario. Objetivo: Siendo la GQ la enzima clave para el reconocimiento de la glucosa en la célula hepática y siendo la PFK2 uno de los reguladores citosólicos de su actividad, el objetivo del presente trabajo fue estudiar el posible rol de estas enzimas en condiciones de insulinorresistencia inducida por dieta rica en fructosa (DRF). Materiales y Métodos: Alimentamos (21 días) ratas Wistar adultas con dieta comercial sin (C)/con (F) fructosa (10%) en el agua de bebida. Medimos glucemias, trigliceridemias e insulinemias. Determinamos en hígado niveles de ARNm y proteína de GQ y PFK-2 (qPCR y Western blot respectivamente) y actividad enzimática de GQ en fracciones citoplasmática (FC) y nuclear (FN) (espectrofuorometría). Resultados: (F vs. C): glucemia 148 ± 4 vs. 129 ± 5 mg%, p< 0.05; trigliceridemia 114 ± 7 vs. 68 ± 7 mg/dl, p< 0.001; insulinemia 4.4 ± 0.6 vs. 2.7 ± 0.5 ng/ml, p<0.02. La actividad de GQ citoplasmática respecto a la actividad total (% C/T) fue significativamente mayor en los animales tratados (86 ± 2.6 vs. 33 ± 1.7, p<0.001), sin un aumento comparable en su expresión proteica. No detectamos GQ en la FN del grupo F. La expresión proteica de PFK-2 en FC fue mayor en las ratas F (500 vs. 100%). Dicho aumento tuvo una correlación positiva con los niveles de expresión génica para dicha proteína (390 vs 100%, p<0.001). No registramos diferencias significativas entre C y F en los niveles de ARNm para GQ. Conclusiones: La insulinorresistencia inducida por DRF aumenta significativamente la actividad de GQ hepática promoviendo su traslocación al citoplasma y su posible interacción con PFK-2. Esta última enzima aumenta significativamente tanto su nivel de expresión génica como de traducción en los animales alimentados con DRF. Estos resultados sugieren una interacción positiva PFK2/GQ in vivo para mantener la homeostasis de la glucosa, en animales sin y con insulinorresistencia, dentro de límites normales, avalando el uso de moduladores de la actividad de GQ en patologías con metabolismo de la glucosa alterado, como la diabetes. Recientemente se ha observado a nivel mundial un incremento del consumo total de calorías y un cambio en el tipo de nutrientes consumidos. Los jarabes ricos en fructosa, se han convertido en los edulcorantes favoritos utilizados en las bebidas carbonatadas y diversos productos de consumo diario. Trabajos recientes sugieren que este incremento en el uso de dichos jarabes y de carbohidratos refinados contribuye a la actual epidemia de obesidad y DMT2. Asimismo se ha postulado que el daño en la regulación del metabolismo hepático de glucosa es probablemente la primera y más significativa consecuencia de estos cambios del patrón alimentario. Objetivo: Siendo la GQ la enzima clave para el reconocimiento de la glucosa en la célula hepática y siendo la PFK2 uno de los reguladores citosólicos de su actividad, el objetivo del presente trabajo fue estudiar el posible rol de estas enzimas en condiciones de insulinorresistencia inducida por dieta rica en fructosa (DRF). Materiales y Métodos: Alimentamos (21 días) ratas Wistar adultas con dieta comercial sin (C)/con (F) fructosa (10%) en el agua de bebida. Medimos glucemias, trigliceridemias e insulinemias. Determinamos en hígado niveles de ARNm y proteína de GQ y PFK-2 (qPCR y Western blot respectivamente) y actividad enzimática de GQ en fracciones citoplasmática (FC) y nuclear (FN) (espectrofuorometría). Resultados: (F vs. C): glucemia 148 ± 4 vs. 129 ± 5 mg%, p< 0.05; trigliceridemia 114 ± 7 vs. 68 ± 7 mg/dl, p< 0.001; insulinemia 4.4 ± 0.6 vs. 2.7 ± 0.5 ng/ml, p<0.02. La actividad de GQ citoplasmática respecto a la actividad total (% C/T) fue significativamente mayor en los animales tratados (86 ± 2.6 vs. 33 ± 1.7, p<0.001), sin un aumento comparable en su expresión proteica. No detectamos GQ en la FN del grupo F. La expresión proteica de PFK-2 en FC fue mayor en las ratas F (500 vs. 100%). Dicho aumento tuvo una correlación positiva con los niveles de expresión génica para dicha proteína (390 vs 100%, p<0.001). No registramos diferencias significativas entre C y F en los niveles de ARNm para GQ. Conclusiones: La insulinorresistencia inducida por DRF aumenta significativamente la actividad de GQ hepática promoviendo su traslocación al citoplasma y su posible interacción con PFK-2. Esta última enzima aumenta significativamente tanto su nivel de expresión génica como de traducción en los animales alimentados con DRF. Estos resultados sugieren una interacción positiva PFK2/GQ in vivo para mantener la homeostasis de la glucosa, en animales sin y con insulinorresistencia, dentro de límites normales, avalando el uso de moduladores de la actividad de GQ en patologías con metabolismo de la glucosa alterado, como la diabetes.