Un estudio reciente dirigido por investigadores del departamento de nutrición y ciencias de la alimentación de la Universidad de Texas A&M muestra cómo un nuevo mecanismo regulador sirve como un biomarcador importante para el desarrollo de diabetes, así como un posible objetivo terapéutico para su prevención.
El estudio se puede encontrar en línea en la edición de noviembre de la diabetes revista de la Asociación Americana de Diabetes.
"El glucagón y la insulina son las hormonas pancreáticas más importantes en los tejidos diana, como el hígado, en el control de los niveles adecuados de glucosa en respuesta a la ingesta de alimentos", explicó el Dr. Shaodong Guo, científico de Investigación de AgriLife de Texas A&M en el departamento de nutricióny ciencias de los alimentos en la Universidad de Texas A&M, College Station.
Guo fue el investigador principal y autor correspondiente del estudio, que involucró a varios otros investigadores del departamento. La participación adicional en el estudio provino del departamento de endocrinología de la Tercera Universidad Médica Militar, Chongqing, China; la división de endocrinología, departamento demedicina, Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland; y el departamento de química, Cleveland State University, Cleveland, Ohio.
Durante el ayuno, dijo Guo, el glucagón se secreta de las células a pancreáticas para elevar la glucosa en sangre, protegiendo al cuerpo de la hipoglucemia. El glucagón también se ha relacionado con el desarrollo de hiperglucemia diabética, principalmente a través de la mejora de la producción de glucosa hepática, o HGP.
El factor de transcripción Foxo1, una proteína que juega un papel importante en la regulación de la expresión de genes, promueve la HGP a través del aumento de la expresión de genes que codifican las enzimas limitantes de la velocidad responsables de la producción de glucosa, dijo.
"El glucagón ejerce su función mediante la unión a un receptor acoplado a la proteína G o GCGR", explicó Guo. "Cuando el receptor se une al glucagón, estimula la membrana celular, que a su vez activa la proteína quinasa A, o PKA, señalizandoenzimas metabólicas o expresión génica para aumentar la glucosa en sangre ".
Guo dijo que hay un exceso de nivel de glucagón en sangre en animales y humanos con diabetes, estimulando el exceso de HGP y contribuyendo a la hiperglucemia diabética.
"La interrupción de la producción adecuada de glucosa hepática sirve como un mecanismo subyacente importante para el desarrollo de diabetes tipo 2", dijo. "La hormona pancreática glucagón aumenta el HGP y la insulina lo disminuye. Juntos, controlan la homeostasis de la glucosa en sangre".
Guo dijo que la producción de glucosa es suprimida por la insulina involucrada en la regulación transcripcional de genes en el núcleo de las células hepáticas, y Foxo1 es un componente importante de las cascadas de señalización de insulina que regulan el crecimiento celular, la diferenciación y el metabolismo.
"El propósito de este estudio fue aprender qué papel juega Foxo1 en la forma en que el glucagón regula el HGP", dijo. "Investigamos el mecanismo molecular y fisiológico de la regulación de Foxo1 a través de la fosforilación con el objetivo de comprender mejor los fundamentos de la homeostasis de la glucosa en sangre"y la patogenia de la diabetes "
La fosforilación, la unión de un grupo fosforilo, es importante para la función de la proteína ya que esta alteración activa o desactiva casi la mitad de las enzimas del cuerpo, regulando su función.
Para establecer cómo funcionaría esta fosforilación de Foxo1 en un modelo animal, los investigadores utilizaron la tecnología CRISPR / CAS9 en la generación de ratones 'knock-in' Foxo1 para usar en su investigación.
"Foxo1 se estabiliza en el hígado de los ratones en ayunas cuando la insulina disminuye y el glucagón aumenta en la circulación sanguínea", dijo. "Estimular el GCGR resulta en la activación de adenilato ciclasa, una enzima que desempeña funciones reguladoras clave en prácticamente todoscélulas y produce mayores niveles de PKA intracelular ".
Guo dijo que el estudio mostró que la eliminación hepática de Foxo1 en los ratones redujo significativamente la producción de glucosa hepática y la glucosa en sangre.
"Este resultado, junto con lo que aprendimos de algunas investigaciones previas realizadas en conjunto con el departamento, mostró que habíamos identificado un nuevo mecanismo molecular, celular y fisiológico por el cual Foxo1 media la señalización de glucagón a través de la fosforilación para controlar la gluconeogénesis hepática y la glucosa en sangre," él dijo.
Guo dijo que este estudio demostró además que Foxo1 es un mediador de múltiples cascadas de señalización e integra diferentes hormonas y proteínas quinasas intracelulares en la programación que controla la sensibilidad a la insulina, el HGP y la glucosa en sangre.
"Un alto nivel de glucagón está presente tanto en la diabetes tipo 1 como en la diabetes tipo 2, y Foxo1 desempeña un papel clave en el mecanismo fundamental que conduce a un exceso de gluconeogénesis hepática y produce hiperglucemia diabética", dijo Guo. "Esto sugiere HGP mediada por glucagónpodría ser una importante intervención terapéutica potencial para el control y posible prevención de la diabetes ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Comunicaciones de Texas A&M AgriLife . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :