Metabolismo dell'arginina nel diabete di tipo 2 pediatrico

Parallelamente all'epidemia di obesità infantile, il diabete di tipo 2 (T2D) nei bambini sta diventando un problema significativo per la salute pubblica. L'incidenza del T2D pediatrico è aumentata del 50% nell'ultimo decennio e dati recenti mostrano che il T2D rappresenta un caso su quattro di nuova diagnosi di diabete nei bambini. I bambini con T2D hanno un decorso aggressivo della malattia e un rapido declino della funzione delle cellule beta, e molti hanno anche più fattori di rischio di malattie cardiovascolari in tenera età. La malattia è caratterizzata da insulino-resistenza e ridotta secrezione di insulina, ma le basi molecolari del T2D non sono ancora state completamente chiarite. Questo studio mira a scoprire il ruolo del metabolismo dell'arginina nella patogenesi del T2D pediatrico e l'effetto della somministrazione di arginina esogena sulla funzione delle cellule beta nei bambini con T2D.

L'arginina è un noto stimolante della secrezione di insulina nelle cellule beta pancreatiche. L'ossido nitrico (NO) è sintetizzato dall'arginina dall'NO sintasi e l'arginina stimola la secrezione di insulina sia nei meccanismi NO-mediati che NO-indipendenti stimolando la guanilato ciclasi, la depolarizzazione della membrana e i sottoprodotti metabolici. Gli effetti dell'arginina nelle cellule beta pancreatiche dipendono dalla concentrazione di arginina disponibile nelle cellule. Le tecniche cinetiche che utilizzano infusioni di traccianti isotopici e metabolomica mirata forniscono un'opportunità unica per determinare la disponibilità di arginina "intracellulare" e il relativo contributo di vari percorsi a questo pool. Tali studi negli adulti con T2D hanno dimostrato che l'arginina e l'NO giocano un ruolo nella patogenesi del T2D influenzando la secrezione di insulina e la sensibilità all'insulina. Nei dati preliminari sui bambini con T2D, i ricercatori hanno scoperto che i bambini con T2D avevano livelli più bassi di arginina, citrullina (precursore dell'arginina) e glutammina (precursore della citrullina) a digiuno. In questa proposta, i ricercatori cercheranno la convalida cinetica di queste osservazioni generatrici di ipotesi per studiare il ruolo del metabolismo dell'arginina nel T2D pediatrico. La nostra ipotesi centrale è che i bambini con T2D abbiano una disponibilità inadeguata di arginina (Obiettivo 1), portando a una funzione beta-cellulare subottimale, che può essere ripristinata mediante somministrazione di arginina esogena (Obiettivo 2). Se le nostre ipotesi sono dimostrate, l'integrazione di arginina svolgerà un ruolo clinicamente vitale nel migliorare i risultati del diabete in questa popolazione come nutriente sicuro, a basso costo e prontamente disponibile.