Los efectos de la diabetes tipo 2 son un riesgo importante para el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer
El aumento de los niveles de glucosa en sangre (verde) después de la ingesta de alimentos desencadena la secreción de insulina (azul) de las células de los islotes. Esta secreción de insulina desencadenada por la glucosa se acompaña de una secreción A (roja) de las mismas células, un fenómeno que el equipo de investigación denomina secreción primaria de A. La insulina secretada actúa sobre los órganos a los que se dirige la insulina para promover la absorción de glucosa por los tejidos adiposos y los músculos y el glucógeno. síntesis en los músculos y el hígado. Estos tejidos liberan sus propios factores endocrinos, es decir, organocinas, incluidas adipocinas, miocinas y hepatocinas, tras la estimulación con insulina para mantener la homeostasis de glucosa y lípidos y la sensibilidad a la insulina de forma autocrina, paracrina y endocrina. Esta secreción de organoquinas dependiente de insulina coincide con la secreción de A de las mismas células, fenómeno que denominaron secreción secundaria de A. La A secretada actúa sobre las células de manera autocrina y endocrina para modular negativamente la secreción de insulina. Crédito: Takami Tomiyama @ Universidad de la ciudad de Osaka
Los investigadores han identificado que la beta amiloide (A) detectada en la sangre se origina en los tejidos periféricos y que el péptido actúa sobre las células pancreáticas para suprimir la secreción de insulina, regulando así los niveles de glucosa en la sangre. El estudio, que nos insta a tener cuidado al usar los niveles de A en sangre como marcador de diagnóstico para la enfermedad de Alzheimer (EA), se publicó en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
«Este trabajo finalmente se publicó después de unos 11 años», dice el profesor Takami Tomiyama del Departamento de Neurociencia Traslacional de la Facultad de Medicina de la Universidad de la Ciudad de Osaka. «No es solo un descubrimiento académico, sino que también tiene implicaciones en la forma en que diagnosticamos la EA».
Con base en lo que se sabe, este estudio buscó explorar algunas incógnitas. En primer lugar, como la EA es causada por la acumulación de A en el cerebro, se piensa que los niveles de A en la sangre reflejan la patología en el cerebro y actualmente se utilizan como marcador de diagnóstico. Sin embargo, A se genera a partir de la proteína precursora de amiloide (APP) a través de la función de dos enzimas, – y – secretasas, y este mecanismo se expresa en muchos de los tejidos periféricos del cuerpo, no solo en el cerebro, causando el origen de la sangre A permanecer desconocido. En segundo lugar, los estudios epidemiológicos han demostrado que la diabetes tipo 2 es un fuerte factor de riesgo para el desarrollo de la EA, pero el mecanismo que vincula estas dos enfermedades también ha eludido a los investigadores.
«En nuestros estudios anteriores en ratones a los que se les inyectó glucosa», explica el profesor Tomiyama, «mostramos un aumento transitorio de la glucosa y la insulina que alcanza su punto máximo a los 15 minutos, pero los niveles de A en la sangre alcanzan su punto máximo unos 30120 minutos más tarde. » Además, estudios previos han demostrado que la administración oral de glucosa aumenta los niveles de A en sangre en pacientes con DA. Estos hallazgos llevaron al profesor y su equipo de investigación a explorar la hipótesis de que la sangre A es secretada por los tejidos periféricos (páncreas, tejido adiposo, músculo esquelético, hígado, etc.) y puede contribuir al metabolismo de la glucosa y la insulina.
Primero, examinaron los efectos de la glucosa y la insulina en los niveles de sangre A de ratones en ayunas durante 16 horas. Las muestras de sangre recolectadas de la vena de la cola a intervalos de 0, 15, 30, 45, 60, 120 y 180 minutos después de la inyección mostraron un aumento transitorio de glucosa, insulina y A, lo que confirma estudios previos.
A continuación, exploraron el efecto de A en los niveles de insulina en sangre mediante la administración de A y glucosa a ratones en ayunas que no pueden producir A, llamados ratones knock-out para APP. La medición de la insulina en muestras de sangre a lo largo del tiempo encontró que A suprimía el aumento de insulina estimulado por la glucosa.
Dado que los niveles de sangre A cambiaron inmediatamente después de la introducción de glucosa e insulina, el equipo se centró en el páncreas, el tejido adiposo, el músculo esquelético, el hígado y los riñones de ratones para determinar el origen de la sangre A. Agregaron glucosa e insulina a tejidos periféricos vivos aislados y midió la A secretada. Los resultados mostraron que A se secretaba del páncreas tras la estimulación con glucosa y del tejido adiposo, músculo esquelético e hígado tras la estimulación con insulina. Los riñones, que no están involucrados en el metabolismo de la glucosa o la insulina, no secretaron A con ninguno de los estímulos. También encontraron que cuando se añadía glucosa y A al tejido del páncreas, se suprimían los niveles de insulina secretada.
Ahora que se había aclarado el origen de la sangre A, el equipo quería localizar A en los tejidos periféricos estudiados. «Esto aclararía las células involucradas con A», agrega el profesor Tomiyama. «Además de proporcionar una mayor validación de nuestros hallazgos, esto nos daría una imagen más detallada a partir de la cual podríamos sacar conclusiones sobre los posibles mecanismos que conectan la diabetes tipo 2 y la EA».
Usando inmunohistoquímica para explotar el hecho de que los anticuerpos se unen a ciertas proteínas, el equipo comenzó con el tejido del páncreas, detectando A solo en la insulina (células). El equipo también encontró que las células de los ratones con inyecciones de glucosa tenían menos inmunorreacciones a la A y la insulina, lo que sugiere que durante los períodos de ayuno, la A y la insulina se almacenan en las células y luego se liberan a la circulación cuando se estimulan con glucosa. De manera similar, se prepararon secciones de tejido de cada órgano tratado con insulina y se inmunotiñeron para A y las sustancias bioactivas específicas de cada tejido, denominadas organocinas. Se encontró A con las organocinas de todos los tejidos de órganos analizados, con menos inmunorreacciones cuando se estimulan con insulina.
«Nuestros hallazgos sugieren que A y las organocinas se almacenan durante los períodos de ayuno y se liberan a la circulación cuando se estimulan con insulina ”, añade el profesor Tomiyama. «Una comprensión integral de la acción de las organoquinas del periférico A es algo que esperamos desarrollar en el trabajo futuro».
Además de una explicación del origen de A en la sangre, los hallazgos de la investigación sugieren un mecanismo por el cual la diabetes tipo 2 es un fuerte factor de riesgo para el desarrollo de la EA. En la diabetes, los niveles de A en la sangre están constantemente elevados debido a los altos niveles de glucosa e insulina. Esto inhibe que A abandone el cerebro hacia la periferia (transporte a través de la barrera hematoencefálica y por el flujo de fluidos corporales a través del parénquima cerebral llamado sistema glinfático), lo que hace que A se acumule en el cerebro y se convierta en AD.
«Se pueden obtener otras sugerencias más prácticas de este estudio», concluye el profesor Tomiyama, «nuestros datos sugieren que, dado que los niveles de A en la sangre fluctúan significativamente con la dieta, se debe tener especial cuidado al diagnosticar la DA con la A en la sangre. .»
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Diabetes tipo 2: Demasiado glucagón cuando las células se vuelven resistentes a la insulina Más información: El periférico A actúa como un modulador negativo de la secreción de insulina, Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (2022). DOI: 10.1073/pnas.2117723119 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por la Universidad de la Ciudad de Osaka Cita: Los efectos de la diabetes tipo 2 son un riesgo importante al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer (2022, 15 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-effects-diabetes-major-alzheimer-disease.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.