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Cómo las catecolaminas pueden afectar la resistencia a la insulina y su consecuencia en los distintos tejidos.

La resistencia a la insulina es un estado patológico en el que las células que normalmente responden a la insulina, dejan de hacerlo. Esto implica una respuesta biológica subnormal a las acciones de la hormona en el metabolismo de carbohidratos, proteínas y lípidos. Por lo tanto, en términos fisiológicos se refiere a la inadecuada captación de glucosa dependiente de insulina por parte de los tejidos, en especial del hígado, músculo y adiposo [1]; por lo cual el páncreas, encargado de la secreción, recibe esto como una señal de producir mayores cantidades para lograr la acción deseada, ocurriendo entonces una hiperinsulinemia. Al estar el páncreas sometido a un trabajo excesivo sin lograr resultados, puede dañarse ocasionando diabetes (entre los síntomas de un diabético encontramos la pérdida de peso, presentada por la paciente). Produce también un grado importante de inflamación de las paredes de arteriales ocasionando entonces hipertensión arterial (lo cual explica que la paciente la posea desde hace 3 años).

La resistencia a la insulina en las células adiposas reduce los efectos de esta hormona, trayendo como principal resultado la elevada hidrólisis de los triacilglicéridos almacenados en la ausencia de medidas que, o bien incrementan la sensibilidad a la insulina, o que proporcionan insulina adicional, ocasionando que el aumento de la movilización de los lípidos almacenados en estas células eleve los ácidos grasos libres en el plasma sanguíneo. Por otra parte la resistencia a la insulina en células musculares, reduce la absorción de glucosa y el almacenamiento local de la glucosa en forma de glucógeno; mientras que la resistencia insulínica en las células hepáticas da lugar a alteraciones en la síntesis de glucógeno y falta de supresión de la producción de glucosa.

Las concentraciones elevadas en sangre de ácidos grasos (asociada con la resistencia a la insulina y la diabetes mellitus tipo II), la reducción de la captación de glucosa muscular y el aumento de la producción hepática de glucosa, son factores que contribuyen a la elevación de la concentración de glucosa en la sangre y, por tanto, la disminución de la cantidad normal de insulina. [2]

Por otro lado, la resistencia insulínica presenta varias condiciones metabólicas que han sido determinadas como instigadoras de esta enfermedad. Entre ellas se encuentra el incremento en la concentración plasmática de catecolaminas (adrenalina, noradrenalina y dopamina).

Las catecolaminas realizan ajustes homeostáticos rápidos y de corto plazo ya que su duración en el organismo es de aproximadamente 2 minutos. Estas al actuar, modifican los niveles de glicemia aumentando la glucosa, las cuales a su vez afectan el metabolismo disminuyen la liberación de la insulina y la forma en cómo ésta actúa sobre sus tejidos diana. [3] Como consecuencia tienen una disminución de la captación de glucosa por los tejidos, así como en la movilización de sustratos energéticos, en la producción de glucosa por el hígado y en la captación de glucosa por parte de los tejidos que la utilizan, excepto el cerebro.

Se ha demostrado que una de estas hormonas, específicamente la adrenalina, al unirse a un receptor β2-adrenérgico en tejido muscular esquelético, activa la cascada de AMPc (Véase anexos) y consecuentemente a la proteína quinasa dependiente de AMPc (PKA). La PKA fosforila y activa a la fosforilasa quinasa, la cual a su vez fosforila y activa a la glucógeno fosforilasa, principal enzima regulable de la ruta glucogenolítica. De esta forma se estimula la conversión de glucógeno en glucosa, siendo antes precedida por la glucosa-6 fosfato, la cual al acumularse inhibe por producto a la enzima hexoquinasa. Al verse inhibida la hexoquinasa, la glucosa que entra al tejido (proveniente de los alimentos, por ejemplo) no es fosforilada y por lo tanto puede salir nuevamente. Se ve entonces afectada la captación de glucosa por el músculo esquelético [4], el cual constituye el tejido responsable del 80% de la captación de glucosa por señal de la insulina [5]. Por otra parte, la estimulación del receptor β2-adrenérgico en este mismo tejido, promueve la liberación de lactato [6]. Se ha demostrado que las altas concentraciones de lactato alteran la cascada de señalizacion de la insulina, específicamente disminuyendo la activación de la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K) por parte del sustrato del receptor de insulina (IRS), perjudicando entre otras cosas la translocación de GLUT4 a la membrana plasmática y por lo tanto, la entrada de glucosa al tejido [7].

Otra de las acciones de la adrenalina a través del receptor β2-adrenérgico es la estimulación de la lipólisis a nivel de tejido adiposo. Los ácidos grasos libres que salen de este tejido viajan a través de la sangre (unidos a la albúmina) y llegan al hepatocito. Una vez aquí, son activados por la tioquinasa formando acil-coA; la enzima glicerol fosfato acil-transferasa (GPAT) toma los acil-coA y los transfiere al glicerol 3-fosfato y forma fosfatidato, el cual es desfosforilado por la fosfatidato fosfatasa dando lugar a diacilglicerol (DAG). El DAG media la activación de la enzima PKCε, la cual perjudica en la señalización de la insulina específicamente a nivel del receptor; lo que trae como consecuencia que el hígado no responda a la insulina [8].

Papel de la insulina en el cuerpo humano

Resistencia a la insulina

Referencias:

 

- Resistencia Insulínica y Obesidad [Sede Web]. Dr. Manuel Moreno G. Disponible en: http://goo.gl/9Bd3Z


- What is Insulin Resistance? [Sede Web]. Anónimo. Junio, 2013 [acceso: 20 de Junio de 2013]. Disponible en: http://goo.gl/fCw80

 

- Ríos M, López-Ibor J. 2009 La Pandemia de Obesidad y sus Consecuencias Metabólicas. Los Vínculos Fisiopatológicos: Disfunción Endocrina de la Célula Adiposa, Inflamación y Resistencia a la Insulina. Pág. 130-131. Disponible en: http://goo.gl/XK3Ki


- Aslesen R, Jensen J. 1998. Effects of epinephrine on glucose metabolism in contracting rat skeletal muscles. Am J Physiol 275, 448-456

- DeFronzo RA, Ferrannini E, Sato Y, Felig P, Wahren J. 1981. Synergistic interaction between exercise and insulin on peripheral glucose uptake. J Clin Invest 68, 1468-1474

- Jensen J et al. 2009. Effects of adrenaline on whole-body glucose metabolism and insulin-mediated regulation og glycogen synthase and PKB phosphorylation in human skeletal muscle. Metabolism Clinical and Experimental xx, xxx-xxx

- Choi C et al. 2002. Lactate induces insulin resistance in skeletal muscle by suppressing glycolysis and impairing insulin signaling. AJP-Endocrinol Metab 283, 233-240

- Samuel V, Shulman G. 2012. Mechanisms for Insulin Resistance: Common Threads and Missing Links. Cell 148, 852-865

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