Los científicos cierran sobre el gatillo de resistencia a la insulina; Azúcar extra puede causar resistencia a la insulina en las células

Junio 5, 2015 Admin Salud 0 2
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En experimentos con células de grasa, los científicos de Johns Hopkins han descubierto evidencia directa de que una acumulación de proteína de azúcar causa resistencia a la insulina, una característica clave de la mayoría de los casos de diabetes. Los resultados subrayan la importancia de la glicosilación - ataque de un azúcar a una proteína - como una forma de control de las proteínas de las células de actividades, los científicos informan en la edición del 16 de abril de la revista de la Academia Nacional de Ciencias. Los científicos han descubierto que al menos dos proteínas implicadas en el mensaje pase largo de la insulina era poco probable que funcione correctamente cuando están cubiertas con azúcar extra.

La diabetes tipo 2, la forma más común en adultos, se produce cuando el músculo, grasa y otros tejidos dejan de responder a las señales de insulina para absorber el azúcar de la sangre. El azúcar en la sangre resultante, si no se controla, puede conducir a la ceguera, la amputación y la muerte. La comprensión de la influencia exacta de azúcar en la actividad de la insulina puede ayudar a mejorar el tratamiento y la prevención, los científicos esperan.

"Las células no responden a la insulina en sí. En su lugar, una cascada de eventos puestos en marcha por la insulina, con el tiempo hace que las células de tomar en azúcar", dice Gerald Hart, Ph.D., profesor y director de la química biológica en Instituto de Ciencias Biomédicas Básicas School. "Ahora tenemos una explicación de cómo el azúcar puede afectar a estas señales, y también una hipótesis de cómo alta azúcar en la sangre puede causar daños en los tejidos en la diabetes - por proteínas modificación incorrecta."




Laboratorio Hart descubrió hace 18 años que el azúcar se utiliza de forma rutinaria dentro de las células para modificar las proteínas, convirtiéndolas en y fuera. El más comúnmente conocida proteína-regulador, fosfato, en realidad se une a algunos de los mismos bloques de construcción de proteínas en el azúcar hace. Si las proteínas tienen demasiada azúcar en ellos, no se puede controlar de manera adecuada por la célula y es poco probable que funcione correctamente, Hart sugiere.

"Creemos que nos encontramos una de las principales razones de la resistencia a la insulina mecanicista", dice Hart. "Estas células se vuelven resistentes a la insulina, simplemente porque sus proteínas, y las proteínas específicas, de hecho, ha tenido más de la cantidad normal de etiquetas de azúcar."

Si las proteínas clave cargados de azúcares están presentes en los pacientes con diabetes, los resultados pueden proporcionar una diana para el desarrollo de nuevas estrategias para hacer frente a esta creciente amenaza para la salud pública, dice Hart. Mientras que la diabetes puede ser bastante bien controlados con dieta y un cuidadoso monitoreo de sus niveles de azúcar en la sangre, encontrar una manera de quitar las etiquetas de azúcar extra puede ayudar a tratar o prevenir la diabetes, un día, los investigadores sugieren .

"Los libros de texto con frecuencia y de forma incorrecta muestran glicosilación sólo ocurre con las proteínas de la superficie celular", dice Hart. "Los azúcares complejos se añaden sólo las proteínas fuera de la célula, pero los azúcares simples se utilizan todo el tiempo en el núcleo y en el citoplasma modifican las proteínas. Es esta la glicosilación que se produce dentro de la célula, que implica azúcares simples, que es la clave para la resistencia a la insulina ".

El "azúcar simple" al que se refiere es el beta-N-acetilglucosamina unida a O, un nombre complejo que se condensa en una sigla difícil - O-GlcNAc - con una pronunciación mala - "oh-Gluck-toc". Pero en muchos sentidos, O-GlcNAc es algo hermoso y misterioso, dice Hart.

"O-GlcNAc es un modificador de muchas proteínas, pero a menos que sepa que buscarlo, nunca lo encontraría", dice. "Las herramientas y los métodos habituales de laboratorio tienen dificultades en la medición, por lo que desarrollaron técnicas para detectarlo."

O-GlcNAc se añade a las proteínas mediante una enzima y se retira de la proteína por otra. Bloquear selectivamente la eliminación, los científicos esperaban para cargar las proteínas con azúcar, sin la adición de azúcar extra (la forma en que otros científicos han creado resistencia a la insulina). "Queríamos ver el efecto de la glicosilación en sí, así que utilizamos un bate molecular para aumentar la cantidad de azúcar a las proteínas", dice Hart, cuyo laboratorio se demostró la capacidad de un bloqueador, una molécula llamada Pugnac.

No sólo el bloqueo de aumentar la cantidad de proteína O-GlcNAc unido, pero este aumento ha provocado que las células responden a la insulina, por ejemplo co-primeros autores y becarios posdoctorales de Lance Wells y Keith Vosseller.

Buscando proteínas en la vía de señalización de la insulina que fueron glicosilada de lo normal, Vosseller y Wells encontraron dos: beta-catenina y sustrato del receptor de insulina-1 (IRS-1). El papel crucial que estas proteínas desempeñan, de paso, a lo largo de los mensajes de la insulina podría verse afectada negativamente por los azúcares en la mayoría de liderazgo, dicen los investigadores.

"Nuestros experimentos muestran que el aumento de O-GlcNAc en proteínas es, en sí mismo, una causa de la resistencia a la insulina, en lugar de un efecto o una coincidencia", dice Vosseller.

En el cuerpo, el azúcar (glucosa) se cambia a la glucosamina, que se transforma en O-GlcNAc. Otros científicos han demostrado que dan las células o animales cantidades excesivas de azúcar o glucosamina, junto con la insulina, además, conduce a resistencia a la insulina. Los nuevos resultados proporcionan una explicación de la experiencia de otros con modelos animales y de laboratorio de resistencia a la insulina.

Ha habido pocos estudios de glucosamina, un suplemento dietético de uso común en las personas. Se sugiere que las personas que toman glucosamina consulte a su médico si usted está preocupado por la posibilidad de aumentar su riesgo de desarrollar diabetes.

### El financiamiento fue proporcionado por becas y premios del Servicio de Investigación Nacional por los Institutos Nacionales de Salud. El profesor de química biológica Daniel Lane, Ph.D., es también un autor.

En virtud de un acuerdo de licencia entre Covance Research Products y la Universidad Johns Hopkins, Hart tiene derecho a una participación en regalías recibidas por la Universidad de las ventas del anticuerpo usado para detectar O-GlcNAc en proteínas. Los términos de este acuerdo son gestionados por la Universidad Johns Hopkins, de acuerdo con su conflicto de intereses políticas.

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