Interferencia del peróxido de hidrógeno sobre el control colinérgico en la función de las células beta pancreáticas

Abstract

La Diabetes Mellitus es una de las enfermedades crónicas no transmisibles más frecuentes del ser humano de cualquier edad. Se considera un problema de salud pública por su elevada morbilidad y mortalidad. La Diabetes Mellitus tipo 2 es la forma de presentación más común, representando un 85-90% de los casos totales, que se caracteriza por una resistencia insulínica en conjunto con una secreción insuficiente de insulina desde las células β pancreáticas. Se ha descrito que el estrés oxidativo en células β pancreáticas, dado por un aumento en especies reactivas de oxígeno (ROS), provoca alteraciones en estas células, con una disminución en la secreción de insulina, lo que contribuiría a la pérdida del control glicémico. En este trabajo se evaluó el efecto del peróxido de hidrógeno (H2O2), un compuesto químico que puede producir estrés oxidativo, sobre la secreción de insulina y el control de calcio intracelular en células β pancreáticas de rata, evaluando las respuestas a la glucosa y un agonista colinérgico. El H2O2 presentó un efecto dual sobre la secreción de insulina: en condiciones basales de glucosa produjo un aumento en la secreción de insulina, mientras que disminuyó la secreción de insulina inducida por niveles estimuladores de glucosa (GSIS). Las mediciones de calcio indicaron que el aumento en la secreción basal de insulina se debe a un incremento de la concentración de calcio intracelular inducido por el H2O2. Se encontró que la aplicación del antioxidante N-acetil cisteína (NAC) protegió a las células beta pancreáticas contra los cambios en la función secretora en la presencia de H2O2. Sin embargo, NAC en si causó una pérdida parcial de la GSIS. Por otra parte, se observó que el H2O2 no aumentó la secreción basal de insulina cuando el agonista colinérgico, carbacol, estaba presente. Las mediciones de calcio realizadas en células β pancreáticas sugieren que frente a altas concentraciones de H2O2 (100 µM), el estímulo con carbacol podría inducir una disminución de la concentración de calcio intracelular. En presencia de glucosa estimuladora, el H2O2 inhibió la secreción de insulina inducida por carbacol a partir de los 25 µM de H2O2, efecto que se correlacionó con una disminución tanto en la descarga del calcio almacenado como en el porcentaje de células que responden al estímulo colinérgico. Estos efectos podrían ser prevenidos con la aplicación del antioxidante NAC. En conjunto, los datos demuestran que las especies reactivas del oxigeno presentan un rol importante y complejo en la función de las células β pancreáticas. Por una parte, la capacidad de NAC para interferir con la GSIS sugiere que las ROS son necesarias para responder adecuadamente a la glucosa. Por otro lado, un exceso de ROS produce un daño similar a la glucotoxicidad y una inhibición de la respuesta colinérgica, lo que podría afectar en forma negativa la respuesta secretora a nutrientes y señales neuro-hormonales, contribuyendo a la falla del control glicémico asociada con la Diabetes mellitus tipo 2. Se sugiere la realizacion de nuevos experimentos conducentes a dilucidar los componentes de la via colinérgica que se inhiben en presencia de altas concentraciones de H2O2