Segnalazione metabolica nel tessuto muscolare e adiposo in seguito alla sospensione dell'insulina e all'iniezione dell'ormone della crescita.

Il diabete mellito di tipo I (DMI) è caratterizzato dalla mancanza di insulina endogena e questi pazienti dipendono al 100% dalla sostituzione dell'insulina per sopravvivere.

L'insulina è un potente ormone anabolico con i suoi bersagli primari nel fegato, nel tessuto muscolare scheletrico e nel tessuto adiposo.

Nel fegato migliora la glicogenesi e inibisce la glicogenolisi e la gluconeogenesi.

Nel tessuto muscolare scheletrico, migliora il trasporto del glucosio nella cellula, la glicogenesi, la glicolisi, l'ossidazione del glucosio e la sintesi proteica.

Nel tessuto adiposo, inibisce la lipolisi e migliora la lipogenesi.

Ciò indica che un calo dei livelli sierici di insulina porta ad un aumento della glicemia e ad un aumento dei livelli di FFA (acidi grassi liberi) nel sangue, portando infine alla produzione di chetoni.

Se questa condizione non viene corretta, porterà alla chetoacidosi, che è una condizione potenzialmente pericolosa per la vita, che deve essere corretta durante il ricovero ospedaliero con fluidoterapia, sostituzione di elettroliti e insulina.

L'insulina è stata studiata a fondo e le vie di segnalazione sono ben note.

Un percorso interessante è la soppressione della lipolisi. La lipasi più importante e limitante la velocità nell'idrolisi dei trigliceridi è la lipasi del trigliceride adiposo (ATGL)(1-5). È stata dimostrata una connessione tra ATGL e il gene switch G0/G1 (G0S2) (6,7). Durante la lipolisi ATGL è up-regolato e G0S2 è down-regolato e la regione del promotore per G0S2 ha siti di legame per glucosio, fattori di trascrizione dipendenti dall'insulina e recettori attivati ​​dal proliferatore del perossisoma y (PPAR-y)(8).

Uno studio precedente ha dimostrato che il digiuno riduce G0S2 e aumenta l'ATGL nel tessuto adiposo umano (7).

Si potrebbe pensare che gli effetti anti-lipolitici dell'insulina siano mediati dall'aumentata trascrizione di G0S2 che a sua volta inibisce l'ATGL. Al contrario, aumento della lipolisi durante la mancanza di insulina.

L'ormone della crescita e la sintesi dipendente dall'ormone della crescita og IGF-1 (fattore di crescita simile all'insulina - 1) è cruciale per la crescita umana prima e durante l'adolescenza. Da adulti GH e IGF-1 sono ancora potenti fattori di crescita ed esercitano anche proprietà regolatrici essenziali sul metabolismo umano(9,10)

Le vie di segnalazione del GH passano attraverso il recettore del GH, che fosforila e quindi attiva la Janus Kinase 2 (JAK2) associata al recettore. I segnali da questo punto sono stati esaminati in numerosi studi.

Nei roditori, è stato dimostrato che il segnale corre in tre direzioni (9,10) Studi su cellule di fibroblasti umani sono stati in grado di supportare due di questi percorsi (MAPK - protein chinasi attivata dal mitogeno e STAT - trasduttore di segnale e attivatore della trascrizione), ma non attraverso la via del substrato del recettore dell'insulina (IRS) e della fosfatidilinositolo 3-chinasi (PI3-K).

Negli studi sull'uomo (in vivo), la stimolazione del GH e la fosforilazione di STAT5 è stata evidente, tuttavia non è stata dimostrata un'associazione tra la stimolazione del GH e l'attivazione di MAPK e PI3-K (11).

Quest'ultimo è interessante e notevole, considerando gli effetti insulino-agonistici e antagonisti del GH.

Il GH stimola la lipolisi, ma non è del tutto chiaro come siano mediate le proprietà lipolitiche del GH. Tuttavia, è dimostrato che il GH ha un effetto sulla lipasi sensibile agli ormoni (12) (HSL).

Altre opzioni potrebbero essere, come si trova nei roditori, l'interazione tramite la via di segnalazione PI3-K o tramite l'interazione G0S2/ATGL, direttamente o forse mediata dall'IGF-1.

Le vie di segnalazione intracellulare umane durante lo sviluppo della chetosi/chetoacidosi non sono ben note. I ricercatori ritengono che la comprensione di questi percorsi e degli esatti meccanismi alla base dello sviluppo della chetoacidosi sia di grande importanza.