6,925 matches
-
reticulul endoplasmic și în granulele secretorii, și anume: receptorul inozitol fosfat 3 (IP3R) și receptorul ryanodinic (RY), menționat și mai înainte. Acest receptor (în fapt, un canal ionic) este denumit astfel datorită afinității lui mari pentru alcaloidul vegetal denumit „ryanodină”. Activarea acestor doi receptori (în fapt, canale ionice) are loc în condițiile creșterii Ca+2 citozolic, care urmează deschiderii canalelor CaVOLT din membrana plasmatică a celulei β. La rândul lor, receptorii IP3 și RY permit o ieșire a Ca+2 din
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
este alcătuită din trei enzime implicate în β-oxidarea esterilor de Acetil-CoA cu lanț lung: 2-enoil-CoA-hidratază, 3-hidroxiacil CoA dehidrogenaza și 3-ketoacil-CoA-tiolaza. În membrana mitocondrială internă au fost identificate, de asemenea, canale de Ca+2 sau K+, cu rol în cardioprotecție prin activarea proteinkinazelor celulare și interacțiunea cu sistemul de semnalizare al Ca+2 (130). Creșterea glucozei în celula β conduce la o stimulare marcată a evenimentelor oxidative, precum transferul în mitocondrie a NADH (prin suveica glicerol fosfat), decarboxilarea piruvatului și oxidarea resturilor
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
a ajunge apoi la citrat, intrând în morișca ciclului Krebs. O cale alternativă este cea a decarboxilării piruvatului pentru a se transforma în oxaloacetat. Reacția este mediată de piruvat dehidrogenază. Această reacție identificată în mitocondrie sugerează că GTP, generat prin activarea sintetazei CoA, poate juca un rol important în insulinosecreție, alături de moleculele ATP (112). Reamintim în treacăt că mitocondria este singura structură, alta decât nucleul celulelor, unde există un DNA specific (DNAmt), care codifică 13 enzime implicate în generarea de energie
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
mare măsură semnalele care vin din mediul extracelular. Segmentul i.c. al diferiților receptori vine în relație structurală ori funcțională cu citoscheletul actinic prin intermediul GTP-azelor mici. Una dintre cele mai studiate căi de semnalizare i.c. este cea care implică activarea proteinkinazei A (PKA). Aceasta este o kinază serină/treonină posedând două subunități catalitice, aflate în stare inactivă prin asamblarea cu o altă subunitate dimerică (denumită „regulatorie”). Aceasta este un polipeptid modular care posedă un situs de autofosforilare. Activarea PKA se
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
care implică activarea proteinkinazei A (PKA). Aceasta este o kinază serină/treonină posedând două subunități catalitice, aflate în stare inactivă prin asamblarea cu o altă subunitate dimerică (denumită „regulatorie”). Aceasta este un polipeptid modular care posedă un situs de autofosforilare. Activarea PKA se face prin intermediul AMPC. Legarea AMPC de fiecare subunitate R desface contactul inhibitor, permițând fosforilarea substraturilor locale. Diferitele căi de semnalizare i.c. sunt compartimentate de către o proteină kinazică de ancorare „A”, care menține PKA într-o anumită regiune
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
mărimii nucleului, a activității promotoare a genei insulinei, a dimensiunilor reticulului endoplasmic rugos, a mărimii mitocondriilor, sugerează un semnificativ grad de heterogenitate in situ între celulele β studiate în paralel. Interesant de notat că celulele β prezintă un prag de activare electrică prin creșterea glucozei de la valori de 5,5 la 11 mmol/l. Heterogenitatea funcțională a celulelor β face ca procesul insulinosecretor să se desfășoare continuu, chiar la glicemii situate în zona valorilor subnormale (< 50 mg/dl). În aceste condiții
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
în schimb un număr mic de celule β care continuă să secrete insulină, absența totală a acesteia pentru perioade de timp mai mari fiind incompatibilă cu viața. Persistența insulinosecreției în unele celule β pancreatice se datorează pragului lor scăzut de activare. Aceste celule β continuă să secrete insulină chiar atunci când valorile glicemice joase amenință viabilitatea celulelor cerebrale, care la glicemii persistente sub 20-30 mg/dl nu-și mai pot acoperi nevoile energetice. 3.3. Proteinkinazele β-celulare Aceste enzime cu rol major
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
parte a domeniului extracelular al unor receptori membranari și cele complet intracelulare (care fac parte din evenimentele biochimice post-receptor); c) Proteinele fosfatazice - catalizează desfacerea fosforului din enzima activă, pe care o inactivează (o readuce în forma inactivă). d) Proteinkinazele de activarea mitogenică (MAPK) - participă în inducerea acțiunii mitogene a insulinei. e) Kinaza 1 β-celulară. Metoda microarray (prin care au fost identificate în organism până în prezent ~ 34 000 gene) a pus în evidență în celula β activarea unei gene denumite BCK-1 (Beta
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
forma inactivă). d) Proteinkinazele de activarea mitogenică (MAPK) - participă în inducerea acțiunii mitogene a insulinei. e) Kinaza 1 β-celulară. Metoda microarray (prin care au fost identificate în organism până în prezent ~ 34 000 gene) a pus în evidență în celula β activarea unei gene denumite BCK-1 (Beta Cell Kinase 1), având clasicul domeniu kinazic serină/treonină, care poate efectua fosforilarea unor substraturi conținând serină/treonină. Aceasta pare a iniția procesul insulinosecretor mediat de glucoză (151). 3.4. Caracterul excitabil al celulei β
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
Regenerarea celulelor β (prin neogeneză sau replicare) necesită, pe lângă intervenția factorilor de creștere, prezența necondiționată a glucozei. De altfel, metabolismul glucozei activează toate căile de semnalizare intra-β-celulară, influențând toate kinazele: calmodulinkinaza, proteinkinaza A, proteinkinaza C, kinazele reglate extracelular, proteinkinazele de activare mitogenică (MAPK) și kinazele fosfatidil inozitol 3. Aceste efecte sunt mediate de creșterea concentrației intracelulare a calciului, la rândul ei indusă de depolarizarea membranei celulare. În paralel, depolarizarea membranei celulare activează și factorii de transcripție NF-kB. În forma lui inactivă
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
posibila lor participare în mașinăria insulinosecreției. În general, efectele rapide ale glucozei asupra insulinosecreției depind în mare parte de modificările alosterice sau covalente în proteinele funcționale. Exemplele tipice sunt: închiderea canalelor KATP (ca urmare a creșterii raportului ATP/ADP) și activarea indusă de GTP a proteinei G mici, denumite Rab-3a, care controlează înmugurirea și apoi exocitoza granulelor secretorii. Tehnicile genomice moderne au stabilit genele stimulate (up-reglate) pentru transcriere de către creșterile glicemice sau, dimpotrivă, cele inhibate (down-reglate) de către scăderile glicemice. Numărul lor
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
s-au dovedit a fi enzimele implicate în metabolizarea glucozei, aminoacizilor și acizilor grași, proteinele implicate în sinteza și secreția insulinei, proteinele de semnalizare, canalele ionice și transportorii. Studiul expresiei genelor prin metoda microarray a pus în evidență foarte precoce activarea unei gene denumite BCK-1 (Beta Cell Kinase 1), al cărei produs poartă clasicul domeniu kinazic serină/treonină, care permite fosforilarea unor substraturi conținând serină/treonină. Acest proces pare a iniția secvențele insulinosecretorii induse de creșterea glicemică în înlănțuirea unor evenimente
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
la nivelul genelor, sensibile la glucoză; la nivelul factorilor de transcriere, sensibili la glucoză; și la nivelul proteinelor intra-celulare, sensibile la glucoză. Una din căile posibile de stimulare a transcrierii genei insulinei în condiții de hiperglicemie este aceea a activării paracrine a receptorilor insulinici aflați pe celulele β. Astfel, secreția de insulină stimulată de glucoză va conduce apoi la stimularea expresiei genei insulinei, pe o cale rapidă și eficientă. 3.5.6. Zincul și celula β pancreatică Zincul este prezent
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
majore, dintre care una este dependentă de canalele KATP, iar alta independentă de ele. Cea dependentă este cea schițată în paragraful anterior și se caracterizează printr-un paralelism remarcabil între creșterea glicemică (între 5,5 și 10 mmol/l) și activarea canalelor KATP, creșterea i.c. a concentrației de Ca+2 și descărcarea electrică ciclică. O a doua cale, care în fapt amplifică secreția de insulină, nu implică modificări în activitatea canalelor KATP, dar utilizează semnale i.c. suplimentare care intensifică
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
de afinitatea și durata de acțiune a acestor molecule asupra zonelor aminoacidice de care se leagă. Închiderea canalului KATP de către sulfonilureice estre urmată de declanșarea insulinosecreției, scurcircuitând primele trei etape ale acestui proces (transportul i.c. al glucozei de către GLUT2, activarea glucokinazei și producerea moleculelor de ATP). Sensibilitatea canalelor KATP față de reglatorii săi fiziologici precum adenina (ATP, ADP) și guanozina (GTP, GDP) implică ambele subunități SUR1 și Kir 6.2. Kir 6.2 este situsul major pentru legarea ATP care închide
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
2 este principalul mecanism de expulsie a Ca+2 din celulă, cel puțin la șobolan. Hiperexpresia experimentală a acestei proteine funcționale (schimbătorul Na+/Ca+2) din celula β conduce la depleția masivă a stocurilor de Ca+2 din reticulul endoplasmic, activarea caspazei 12 și apoptoza β-celulară (47). 3.6.8. Exocitoza granulelor secretorii Exocitoza reprezintă procesul de eliberare a conținutului granulelor secretorii în circulația insulară. Acest proces este declanșat de creșterea glicemică, după cum am mai arătat, și are loc după un
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
β (adică circa 1%). Aceste granule secretorii se află în contact strâns cu canalele de Ca+2 de tip L. Ele se află situate în vecinătatea imediată a canalelor de calciu a căror deschidere (indusă de depolarizarea membranei) conduce la activarea procesului de exocitoză. Așa se explică rapida creștere insulinică după cea mai mică creștere glicemică. Procesul este mediat de mai multe proteine funcționale cu proprietăți contractile, rapid activabile, care explică latența mică dintre creșterea glicemică și eliberarea de insulină (fig
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
cunoscut fragmentar (fig. 14). Faptele stabilite până în prezent prefigurează următoarea secvență de evenimente: creșterea concentrației de Ca+ (prin pătrunderea calciului prin canalele CaVOLT și eliberarea calciului sechestrat în reticulul endoplasmic) activează calmodulinul prin legarea sa de Ca+2. Urmează apoi activarea calmodulin-kinazelor (unele prezente în granulele secretorii), care fosforilează proteinele motorii din microtubuli și rețeaua filamentelor actinice. Prin consum energetic (furnizat de ATP), granulele secretorii sunt deplasate către membrana celulară, unde intervin proteinele de ancorare (de apropiere a granulelor secretorii de
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
Leucina și arginina sunt compuși secretagogi. Capacitatea leucinei de a stimula secreția de insulină este cuplată cu metabolismul mitocondrial prin decarboxilarea oxidativă și/ori proprietatea ei de a activa alosteric glutamat-dehidrogenaza β-celulară (fig.15). Influențele nervoase pot fi sumarizate astfel: activarea receptorilor ?-adrenergici inhibă, iar a receptorilor β-adrenergici stimulează secreția de insulină. Stimularea colinergică parasimpatică este mediată vagal și crește secreția de insulină. Dimpotrivă, stimularea adrenergică inhibă secreția de insulină. Numeroase neuropeptide mediază o influență neuropeptidergică: VIP („Vaso-Intestinal Peptide”), peptidul legat
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
celulelor inutile (118). Declanșarea procesului poate fi făcută din interiorul celulei, conform unui program înscris în codul genetic al celulei, sau poate fi declanșat prin semnale venite din afară. Aceste semnale acționează prin intermediul „liganzilor” prezenți (sau apăruți) în membrana plasmatică. Activarea căilor apoptotice celulare conduce la ratatinarea celulei, condensarea cromatinei nucleare, clivajul unor proteine structurale sau funcționale, degradarea DNA-ului (și implicit a capacității de regenerare a celulei), fragmentarea celulei în „corpi apoptotici” delimitați de o membrană proprie, care vor fi
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
în infiltratul limfocitar insular (Fig.20). Unul din mecanismele citotoxice induse de limfocitele T este mecanismul mediat de receptori, în care moleculele ligandului Fas (FasL) de pe limfocitul T se leagă de molecule Fas (CD95) aflate pe celulele β pancreatice. Legarea (activarea) receptorului Fas de către ligandul Fas poate declanșa procesul apoptotic. Mai este descrisă, pe lângă calea apoptotică legată de ligandul FasL, o alta legată de TNF? (TRAIL - „TNF-Related Apoptosis Inducing Ligand”). Acest ligand este o proteină transmembranară de 40 kDa, înrudită structural
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
declanșând apoptoza pe calea dependentă de caspaze. Ea funcționează și în celulele β pancreatice umane, fiind prezente în forma inactivă (Fig 21). S-a constatat că atacul unei citokine asupra unei gene țintă, aflate în nucleul celulei β, implică fie activarea factorului nuclear NFkB (Il 1β și TNF?) sau a MAPK (pentru IFN) (57, 116). MAPK („Mitogen Activated Protein Kinase”) este o familie de proteine, cuprinzând la mamifere cel puțin 13 membri diferiți. Ele au fost implicate în numeroase răspunsuri celulare
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
nuclear (NF-kB) ar media calea declanșată de citokina Il-1β, în timp ce al doilea factor nuclear (STAT) ar media calea declanșată de INF . În condiții obișnuite acești factori sunt prezenți în nucleul celular sub formă inactivă (sub influența unui factor de inactivare). Activarea lor operează în paralel și o inhibiție a factorilor anti-apoptotici, de regenerare celulară, ca, de exemplu, PDX1 sau NGT (162). De notat că unii factori clasici de transcripție, precum Bcl2, Ccl-x și Bad, nu par a fi implicați în apoptoza
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
este cea mediată de oxidul nitric și care operează mai ales în diabetul rozătoarelor. În acest model, NO inhibă aconitaza (scăzând generarea de ATP) și desfacerea lanțului ADN. Această cale conduce la necroza β-celulară. O altă cale este cea a activării guanilciclazei (cGMP PKG c-fos apoptoza) ori cea a MAPK (c-fos apoptoza). Este interesant de notat că citokinele pot declanșa atât căi pro-necrotice, cât și căi pro-apoptotice, explicând asocierea variabilă a celor două fenomene (necroza și apoptoza) în fotografiile făcute pe
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]
-
ciclooxigenazei 2. Inhibiția ciclooxigenazei 2 și a factorului de transcripție NF-kB scade semnificativ producția de radicali liberi și intensitatea reacției distructive β-celulare. În plus, se știe că citokinele proinflamatorii (TNF?, Il 1β și INF ) își exercită efectele lor patogene prin activarea NFkB. Sintetizând cele două mecanisme de distrugere autoimună a celulelor β vom avea următorul tablou: limfocitele T autoreactive (defect genetic determinat, dependent de prezența antigenelor HLA DR3/DR4), trecând pe lângă celulele β, identifică drept „non-self β-celular” unele proteine precum insulina
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92215_a_92710]