Diabetes 2: no solo poca insulina, demasiado glucagon

Los pacientes con diabetes tipo 2 segregan no solo muy poca insulina sino también demasiado glucagon, lo que contribuye a un control deficiente de la glucosa en sangre.

Autor/a: Muhmmad Omar-Hmeadi, Per-Eric Lund, Nikhil R. Gandasi, Anders Tengholm & Sebastian Barg Fuente: Nature Communications DOI https://doi.org/10.1038/s41467-020-15717-8 Paracrine control of a-cell glucagon exocytosis is compromised in human type-2 diabetes

Un nuevo estudio de la Universidad de Uppsala sugiere que esto se debe a que las células α secretoras de glucagon se han vuelto resistentes a la insulina.

En individuos sanos, la insulina le indica al cuerpo que absorba glucosa, reduciendo así el azúcar en la sangre y proporcionando energía a los tejidos. En pacientes con diabetes tipo 2, este mecanismo falla, porque los tejidos absorbentes de glucosa se vuelven resistentes a la insulina y porque se libera muy poca hormona en la sangre. Esto conduce a niveles elevados de glucosa en sangre y complicaciones a largo plazo que a menudo se vuelven incapacitantes o incluso potencialmente mortales.

A menudo, los diabéticos tipo 2 también tienen niveles elevados de glucagon, otra hormona que libera el páncreas. El glucagón contrarresta los efectos de la insulina al indicar al hígado que libere glucosa almacenada en la sangre. Después de una comida, la liberación de glucagon normalmente se bloquea para evitar la producción excesiva de glucosa por el hígado.

Cuando esto falla en pacientes diabéticos, el exceso de glucagon contribuye a un círculo vicioso que exacerba los ya altos niveles de azúcar en la sangre de los diabéticos.

A pesar de esta función vital del glucagón, se sabe relativamente poco acerca de cómo se regula su liberación. Utilizando técnicas avanzadas de microscopía, un equipo dirigido por Omar Hmeadi en el grupo de investigación de Sebastian Barg en la Universidad de Uppsala ahora agrega información sobre cómo las células α productoras de glucagon son controladas por la glucosa.

Como se esperaba, los experimentos mostraron que el glucagon se secreta durante los períodos de glucosa baja, mientras que los niveles altos de azúcar bloquean eficientemente su liberación. Sin embargo, en las células α de los diabéticos tipo 2, esta regulación fue alterada y la glucosa alta ya no bloqueó la liberación de glucagon.

Para descubrir por qué, Hmeadi y sus colegas aislaron las células α y las separaron del contexto de sus tejidos en el páncreas. Sorprendentemente, las células ahora se comportaron de manera 'diabética' y continuaron secretando glucagon incluso cuando la glucosa estaba elevada.

La razón, explica Hmeadi, es que las células α normalmente están bloqueadas por la insulina y otras hormonas que se liberan a niveles altos de glucosa en la sangre de las células cercanas. Cuando las células se separan entre sí, esta comunicación de célula a célula se pierde y la secreción de glucagon continúa incluso cuando no debería.

Pero, ¿por qué las células α aisladas se comportan como si fueran diabéticas?

Resulta que las células α en la diabetes tipo 2 se vuelven resistentes a la insulina, al igual que el hígado, las grasas y los músculos.

El resultado es que la liberación de glucagon ya no se inhibe durante el aumento de la glucosa en sangre a la hora de comer, y esto conduce a niveles elevados de la hormona en la diabetes tipo 2.

Los investigadores esperan que los hallazgos contribuyan a una mejor comprensión de la diabetes tipo 2 humana y guíen el desarrollo de mejores estrategias de tratamiento.

Resumen

El glucagon elevado en la T2D humana puede reflejar la insensibilidad de las células α a la inhibición parácrina en la hiperglucemia.

El glucagon se libera de las células α pancreáticas para activar las vías que aumentan la glucosa en sangre. Su secreción está regulada por la detección de glucosa intrínseca a las células α y el control parácrino a través de la insulina y la somatostatina.

Para comprender los niveles inadecuadamente altos de glucagón que contribuyen a la hiperglucemia en la diabetes tipo 2 (T2D), analizamos el comportamiento de los gránulos, la exocitosis y la excitabilidad de la membrana en células α de 68 donantes no diabéticos y en 21 T2D humanos.

Informamos que la exocitosis se reduce moderadamente en las células α de los donantes T2D, sin cambios en las corrientes iónicas dependientes del voltaje o el tráfico de gránulos. Las células α dispersas tienen una respuesta a la glucosa en forma de V no fisiológica a la glucosa, con exocitosis máxima en la hiperglucemia.

Dentro de los islotes intactos, la hiperglucemia inhibe la exocitosis de células α, pero no en la diabetes tipo 2 o cuando la inhibición parácrina por insulina o somatostatina está bloqueada.

La expresión superficial de somatostatina-receptor-2 se reduce en T2D, lo que sugiere un mecanismo para la resistencia a la somatostatina observada.

Por lo tanto, el glucagon elevado en la T2D humana puede reflejar la insensibilidad de las células α a la inhibición parácrina en la hiperglucemia.