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Electrofisiología de las células secretoras de insulina

Según la Federación Internacional de Diabetes, se espera que la prevalencia de diabetes en la población europea adulta alcance en el año 2025 el 9,8 %. Con objeto de describir la dinámica de la secreción de insulina en los pacientes con diabetes, unos científicos europeos estudiaron las propiedades electrofisiológicas de las células productoras de insulina.
Electrofisiología de las células secretoras de insulina
El aumento de la prevalencia de esta enfermedad presenta repercusiones socioeconómicas graves con un coste asociado que, generalmente, supera el 10 % del presupuesto sanitario total del país. En individuos sanos, la insulina, en respuesta a un aumento repentino de la concentración de glucosa, se secreta en dos fases. La primera tiene lugar en los cinco o diez minutos posteriores al incremento de glucosa y viene seguida de una segunda fase de secreción prolongada o en aumento. Las personas con diabetes de tipo 2 carecen de la primera fase de secreción de insulina, lo que indica la importancia clínica de la regulación de esta hormona.

Con objeto de describir los mecanismos implicados en esta secreción bifásica de insulina, los científicos del proyecto HCSP IN BETA-CELLS, financiado con fondos europeos, estudiaron las células beta pancreáticas, las únicas que producen insulina. Estas células almacenan insulina en forma de gránulos y, tras estímulos químicos y eléctricos, la liberan por exocitosis. Se ha sugierido la posibilidad de que la secreción bifásica de la insulina se deba al agotamiento de los depósitos de vesículas de liberación rápida (readily releasable pool, RRP).

Mediante la técnica electrofisiológica de fijación de membrana, los científicos estudiaron los canales de calcio en las células beta pancreáticas y, en particular, los mecanismos de exocitosis de la insulina mediados por calcio. Utilizaron datos experimentales y procedentes de modelos para mostrar que la secreción de insulina tiene lugar en respuesta a la entrada de concentraciones muy bajas de calcio y parece que los RRP se localizan lejos de los canales de calcio.

Para trasladar sus hallazgos a las células beta, los científicos crearon modelos matemáticos para la exocitosis y la actividad eléctrica. Tal y como se observó en las células de ratón, los gránulos secretores de las células beta humanas se localizaban lejos de los canales de calcio y sus propiedades electrofisiológicas permitían la actividad eléctrica. Junto con la visualización del calcio, estos resultados podrían facilitar el estudio de los mecanismos de activación de las células beta y la secreción de insulina.

En conjunto, la información sobre los gránulos de insulina en las células beta y las herramientas y modelos de análisis de la exocistosis desarrollados en el proyecto sientan las bases para futuras investigaciones de los mecanismos implicados en la alteración de la secreción de insulina. A largo plazo, estos estudios podrían traducirse en tratamientos farmacológicos nuevos para la diabetes.

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