Efecto de la suplementación con zinc sobre la secreción de glucagón en diabetes tipo 2

Abstract

Introducción: El glucagón, junto con la insulina, son las principales hormonas responsables de mantener la glicemia dentro de rangos fisiológicos durante el día. Pese a que desde hace largo tiempo se sabe que la secreción de glucagón aumenta en respuesta a disminuciones de la glicemia, los mecanismos mediante los cuales ésta regula la secreción de glucagón no son del todo claros. El Zn es un mineral que se encuentra altamente concentrado en las vesículas de secreción de insulina de las células β, siendo liberado en grandes cantidades junto con ésta y pudiendo contribuir a la supresión de la secreción de glucagón mediante distintos mecanismos, incluyendo la interacción con canales iónicos específicos y a través de sus propiedades insulino-miméticas. Distintos estudios señalan que los pacientes con DM presentan una desregulación de la secreción de glucagón caracterizada por un aumento absoluto o relativo de su secreción así como por una disminución de su supresión en respuesta a la glucosa. A su vez, distintos estudios han mostrado que pacientes con DM2 tienden a presentar una deficiencia de Zn, mientras que estudios de suplementación muestran que éste contribuye a un mejor control de la glicemia. Considerando lo anterior, se decidió evaluar el efecto que tiene la suplementación con Zn sobre la secreción de glucagón, la relación entre éste y la glicemia e insulina y sobre la regulación de la glicemia, postulándose la hipótesis de que la suplementación crónica con Zn en pacientes con DM2 disminuye en un 10% la secreción de glucagón, lo cual está asociado a un aumento en la expresión del transportador de Zn ZnT-8 y a un aumento en la secreción de y en la sensibilidad a la insulina. Materiales y Método: Treinta y seis individuos fueron distribuidos aleatoriamente en dos grupos, uno de los cuales recibió un suplemento con 30 mg/día de Zn durante un año mientras que el otro recibió un placebo. Al ingreso y al año se evaluaron a través de un “screening” tanto la ingesta de Zn como distintos indicadores de estado nutricional de Zn, además del control glicémico, el estado inflamatorio, el estado de estrés oxidativo y una serie de parámetros antropométricos y bioquímicos. También se evaluaron mediante una curva modificada de tolerancia a la glucosa con muestreo frecuente, tanto la concentración plasmática de glucagón, insulina y glicemia, como distintos parámetros relativos a la homeostasis de la glucosa, los cuales fueron determinados de acuerdo con el modelo mínimo de Bergman. Resultados: No hubo diferencias significativas en la concentración plasmática de glucagón, insulina o glicemia ni en la supresión de la secreción de glucagón en respuesta a la suplementación con Zn. Sin embargo, mientras el grupo control presentó correlaciones significativas entre la concentración plasmática de glucagón en respuesta a la infusión de insulina y la resistencia a la insulina, el índice de masa corporal, la circunferencia de cintura, la concentración plasmática de colesterol LDL y la concentración plasmática de Proteína C Reactiva ultrasensible, estas correlaciones no se presentaron o fueron atenuadas en respuesta a la suplementación con Zn. xiv Conclusión: La suplementación con Zn disminuye el efecto de la resistencia a la insulina en células α de pacientes con DM2

Introduction: Glucagon and insulin are the main hormones responsible for keeping blood glucose within physiological range throughout the day. Although it is known since long time ago that glucagon rises in response to blood glucose decrease, the mechanisms involved are still less clear. Zn is a mineral highly concentrated in insulin-containing vesicles from β cells, being released in substantial amounts together with such hormone and it possibly contributes to suppress glucagon secretion by distinct mechanisms, including the interaction with specific ionic channels and through its insulin-mimetic properties. Different studies pointed out that patients with DM show a dysregulation of glucagon secretion, characterized by an absolute or relative increased secretion and by a decreased suppression in response to glucose. In addition, several studies have shown that patients with T2DM have Zn deficiency, and that Zn supplementation improves glycemic control. Considering the aforementioned, we investigated the effect of Zn supplementation on glucagon secretion, the relationship between glucagon, insulin and glycemia, and on glycemic control, postulating the hypothesis that chronic Zn supplementation in T2DM patients decreased in 10% glucagon secretion, which is related with an increase in the expression of Zn transporter ZnT-8 and to an increase in the secretion and sensitivity to insulin. Materials and methods: Thirty six subjects were randomly assigned to one of two groups; one received a 30 mg/day Zn supplement during a year while the other received a placebo. Zn intake and nutritional status, glycemic control, inflammatory and oxidative stress indicators as well as anthropometric and biochemical parameters were investigated at the beginning and at the end of the study. Plasma glucagon and insulin concentration, glycemia and different parameters relatives to glucose homeostasis and calculated according to Bergman’s minimal model were also investigated by using the modified Frequently Sampled Intravenous Glucose Tolerance Test. Results: There were no significant differences in plasma glucagon or insulin concentration, glycemia, or glucagon suppression in response to Zn supplementation. However, while the placebo group showed significant positive correlations between plasma glucagon after insulin infusion and insulin resistance, body mass index, waist circumference, LDL-cholesterol and ultrasensitive C Reactive Protein, those correlations were absent or attenuated in response to Zn supplementation. Conclusion: Zn supplementation decrease insulin resistance in α cells of T2DM patients