Nuevas vías de transducción en la captación de glucosa dependiente de insulina en cultivos de cardiomiocitos de rata adulta

Abstract

A pesar de que el Ca+2 posee un papel fundamental en regular la función contráctil del cardiomiocito adulto, se desconoce si este ión media las acciones metabólicas de insulina, especialmente aquellas relacionadas con el ingreso de la glucosa a la célula. En esta tesis se investigó la participación del Ca+2 en la activación de AKT y en la captación de glucosa inducida por insulina en cultivos de cardiomiocitos aislados de rata adulta. La quelación del Ca+2 extracelular utilizando EGTA, no inhibió la fosforilación de AKT ni el transporte de glucosa estimulado por insulina, demostrando que el efecto de insulina es independiente de un influjo de Ca+2 desde el medio extracelular. Por el contrario la depleción del Ca+2 del medio intracelular utilizando BAPTA-AM, disminuyó drásticamente la fosforilación de AKT y el transporte de glucosa inducido por insulina, demostrando que ambas etapas de la señalización de insulina dependen de la presencia de Ca+2 intracelular. En la evaluación del componente de Ca+2 intracelular involucrado en la fosforilación de AKT, tanto el bloqueador del canal/receptor intracelular Ryanodina y el inhibidor de los procesos dependientes de IP3 2-APB tendieron a disminuir la fosforilación de AKT dependiente de insulina en el cardiomiocito adulto. En contraste, 2-APB pero no ryanodina afectó la captación de glucosa inducida por insulina en cardiomiocitos de rata adulta, lo que sugiere una interrelación entre la liberación de Ca+2 dependiente de IP3 y el transporte de glucosa inducido por insulina en el cardiomiocito adulto. Otros aspectos observados en la regulación por Ca+2 del transporte de glucosa indican que la captación de glucosa basal y dependiente de insulina es mayor en ausencia de Ca+2 en el medio extracelular, sugiriendo que el Ca+2 extracelular podría participar en los procesos de endocitosis de GLUT4. Además, se observó que el tratamiento de las células con el ionóforo divalente de Ca+2 Ionomicina, no afectó la captación basal de glucosa pero disminuyó la inducida por insulina, indicando que el Ca+2 necesario para la regulación del transporte de glucosa debe permanecer dentro de un rango de concentración. En conclusión, el Ca+2 intracelular es un importante mediador fisiológico de la fosforilación de AKT y del transporte de glucosa estimulado por insulina y, que este último proceso es fuertemente modulado por la liberación de Ca+2 desde los reservorios intracelulares dependientes de IP3R

Although Ca+2 has a key role in regulating the contractile function of adult cardiomyocytes, it still unknown if this ion mediates the metabolic actions of insulin, especially those related to glucose uptake. Chelation of extracellular Ca+2, using EGTA, did not inhibit insulin-dependent AKT activation and glucose uptake, demonstrating that the effect of insulin is independent of a Ca+2 influx from the extracellular environment. On the contrary, depletion of intracellular Ca+2, using BAPTA-AM, drastically reduced insulin-dependent AKT activation and glucose uptake, showing that both steps of insulin signaling depend on intracellular calcium. To investigate the intracellular Ca+2 component involved in AKT phosphorylation, ryanodine (RyR channel Ca2+ blocker) and 2-APB (IP3R inhibitor) were used. Both drugs trend to decrease the insulin-dependent AKT activation in adult cardiomyocytes. In contrast, 2-APB but not Ryanodine affects insulin induced glucose uptake in adult rat cardiomyocytes, suggesting an interrelationship between the IP3 dependent Ca+2 release and insulin induced glucose uptake in adult cardiomyocytes. Other aspects observed in Ca+2 regulation of glucose uptake show that basal and insulin stimulated glucose uptakes were greater in the absence of extracellular Ca+2, suggesting this Ca+2 might participate in GLUT4 endocytosis. In addition, treatment of cells with divalent calcium ionophore, Ionomycin, did not affect basal glucose uptake but decreased insulin-stimulated glucose uptake. These findings suggest that Ca+2 involved in the regulation of glucose transport must remain within a range of concentration. In conclusion, intracellular Ca+2 is an important physiological mediator of AKT phosphorylation and glucose transport stimulated by insulin, and that the latter process is strongly modulated by the release of Ca+2 from intracellular reservoirs IP3R-dependent