Regulación autócrina del metabolismo de glucose en el páncreas endocrino

FRANCINI F; BORELLI MI; GAGLIARDINO JJ

Buenos Aires

Congreso; XIII Congreso de la Sociedad Argentina de Endocrinología y Metabolismo; 2003

La presencia de receptores de insulina en islotes normales y líneas celulares b se demostró utilizando diferentes diseños experimentales. Asimismo, la cascada de los mediadores intracelulares de la insulina fue identificada tanto en islotes de rata como en líneas celulares. Sin embargo, a pesar de que la evidencia experimental avala la hipótesis que dichos receptores son activos y afectan numerosas funciones de la célula b, aún se discute si la insulina ejerce un efecto modulador de tipo positivo o negativo. Estudios recientes han demostrado que en los islotes pancreáticos la insulina estimula la transcripción del gen de insulina y el de glucoquinasa, el flujo de Ca2+ del retículo endoplásmico y la exocitosis de los gránulos de dicha hormona. Objetivo: El objetivo del presente trabajo fue evaluar el posible efecto modulador autocrino de la insulina sobre el metabolismo de la glucosa y sobre la secreción de insulina en respuesta a la glucosa en islotes aislados de hamsters adultos normales. Material y Métodos: Se midió la producción de 14CO2 y 3H2O a partir de D-[U-14C]-glucosa y D-[5-3H]-glucosa, respectivamente, en islotes aislados (digestión con colagenasa) incubados con: a) glucosa 3.3 mM sola, o con el agregado de 5 mU/ml de insulina; b) glucosa 16.7 mM sola, o con el agregado de 15 mU/ml de insulina, antisuero anti-insulina (1:500), suero normal de cobayo (1:500), 150 nM de wortmanina, o 25 µM de nifedipina. Paralelamente se estudió la secreción de insulina empleando islotes incubados durante 60 min con 3.3 y 16.7 mM de glucosa, con o sin el agregado de wortmanina (75, 150 and 300 nM) al medio de incubación, y midiendo la insulina liberada al medio por radioinmunoanálisis. Resultados: El agregado de insulina al medio aumentó significativamente la producción de 14CO2 (5.4 ± 0.7 vs 14.5 ± 2 pmol glucosa/islote/120 min) y 3H2O (30.4 ± 2.2 vs 56.2 ± 8.4 pmol glucosa/islote/120 min) en presencia de 3.3 mM de glucosa (p <0.001), pero no en presencia de glucosa 16.7 mM. El agregado de anticuerpo anti-insulina al medio de incubación con 16.7 mM de glucosa disminuyó significativamente tanto la producción de 14CO2 (33.9 ± 4.8 vs 16.9 ± 4.9 pmol glucosa/islote/120 min) como la de 3H2O (161.2 ± 23 vs 119.3 ± 13 pmol glucosa/islote/120 min) (p<0.02). En presencia de glucosa 16.7 mM, la wortmanina disminuyó la producción de 14CO2 (33.9 ± 4.8 vs 21.7 ± 2.4 pmol glucosa/islote/120 min) y de 3H2O (161.2 ± 23 vs 78.9 ± 4.9 pmol glucosa/islote/120 min, p<0.01). La nifedipina produjo una disminución similar: producción de 14CO2 (33.9 ± 4.8 vs 17.6 ± 4.1 pmol glucosa/islote/120 min) y de 3H2O (161.2 ± 23 vs 112.8 ± 16.4 pmol glucosa/islote/120 min, p<0.01). Este último efecto se revirtió agregando 15 mU/ml de insulina al medio de incubación. La wortmanina produjo una disminución dosis-respuesta significativa de la secreción de insulina estimulada por glucosa 16.7 mM (8.56 ± 0.91[control] y 4.28 ± 0.45, 3.43 ± 0.78 y 2.47 ± 0.47 ng/islote/h, para wortmanina 75, 150 y 300 nM, respectivamente). La disminución inducida por la wortmanina sobre la secreción de insulina y el metabolismo de glucosa fue de similar magnitud. Conclusiones: Los resultados obtenidos demuestran por primera vez que el metabolismo de la glucosa (oxidación y utilización), como así también la secreción de insulina inducida por glucosa, están modulados positivamente por la insulina mediante un mecanismo de tipo autocrino. Dicho efecto, dependiente de la concentración de glucosa en el medio de incubación, puede ser de relevancia fisiológica bajo condiciones de elevada glucosa extracelular. Estos resultados permiten suponer que el defecto de la acción de la insulina sobre los tejidos periféricos observado en el estado de insulinorresistencia podría operar también a nivel insular.