Señalización metabólica en tejido muscular y adiposo después de la retirada de insulina y la inyección de hormona de crecimiento.

La diabetes mellitus tipo I (DMI) se caracteriza por la falta de insulina endógena y estos pacientes dependen en un 100% de la sustitución de insulina para sobrevivir.

La insulina es una potente hormona anabólica con objetivos principales en el hígado, el tejido muscular esquelético y el tejido graso.

En el hígado aumenta la glucogénesis e inhibe la glucogenólisis y la gluconeogénesis.

En el tejido muscular esquelético, mejora el transporte de glucosa al interior de la célula, la glucogénesis, la glucólisis, la oxidación de glucosa y la síntesis de proteínas.

En el tejido graso, inhibe la lipólisis y potencia la lipogénesis.

Esto indica que una caída en los niveles de insulina sérica conduce a un aumento de la glucosa en sangre y a un aumento de los niveles de FFA (ácidos grasos libres) en la sangre, lo que eventualmente conduce a la producción de cetonas.

Si esta condición no se corrige, conducirá a la cetoacidosis, que es una condición potencialmente mortal, que se corregirá durante el ingreso hospitalario con fluidoterapia, reemplazo de electrolitos e insulina.

La insulina se ha estudiado a fondo y las vías de señalización son bien conocidas.

Una vía interesante es la supresión de la lipólisis. La lipasa más importante y limitante de la velocidad en la hidrólisis de triglicéridos es la lipasa de triglicéridos adiposos (ATGL)(1-5). Se ha demostrado una conexión entre ATGL y el gen de cambio G0/G1 (G0S2) (6,7). Durante la lipólisis, ATGL aumenta y G0S2 disminuye y la región promotora de G0S2 tiene sitios de unión para glucosa, factores de transcripción dependientes de insulina y receptores activados por proliferadores de peroxisomas y (PPAR-y)(8).

Un estudio anterior ha demostrado que el ayuno reduce G0S2 y aumenta ATGL en el tejido adiposo humano (7).

Podría pensarse que los efectos antilipolíticos de la insulina están mediados por el aumento de la transcripción de G0S2 que, a su vez, inhibe la ATGL. Por el contrario, aumenta la lipólisis durante la falta de insulina.

La hormona del crecimiento y la síntesis dependiente de la hormona del crecimiento de IGF-1 (factor de crecimiento similar a la insulina - 1) es crucial para el crecimiento humano antes y durante la adolescencia. En la edad adulta, la GH y el IGF-1 siguen siendo potentes factores de crecimiento y también ejercen propiedades reguladoras esenciales en el metabolismo humano(9,10)

Las vías de señalización de GH pasan por el receptor de GH, que fosforila y, por lo tanto, activa el receptor asociado Janus Kinase 2 (JAK2). Las señales de este punto han sido examinadas en numerosos estudios.

En roedores, se ha demostrado que la señal se ejecuta de tres maneras (9,10) Los estudios en células de fibroblastos humanos han podido respaldar dos de estas vías (MAPK - proteína quinasa activada por mitógeno y STAT - transductor de señal y activador de la transcripción), pero no a través del sustrato del receptor de insulina (IRS) y la vía de la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3-K).

En estudios humanos (in vivo), la estimulación de GH y la fosforilación de STAT5 ha sido evidente, sin embargo, no se ha demostrado una asociación entre la estimulación de GH y la activación de MAPK y PI3-K (11).

Este último es interesante y notable, considerando los efectos agonistas y antagonistas de la insulina de la GH.

La GH estimula la lipólisis, pero no se entiende completamente cómo están mediadas exactamente las propiedades lipolíticas de la GH. Sin embargo, se muestra que la GH tiene un efecto sobre la lipasa sensible a hormonas (12) (HSL).

Otras opciones podrían ser, como se encuentra en los roedores, la interacción a través de la vía de señalización PI3-K oa través de la interacción G0S2/ATGL, ya sea directamente o tal vez mediada a través de IGF-1.

Las vías de señalización intracelular humanas durante el desarrollo de cetosis/cetoacidosis no son bien conocidas. Los investigadores creen que es de gran importancia comprender estas vías y los mecanismos exactos detrás del desarrollo de la cetoacidosis.