Alterazione secretoria nel diabete mellito: ruolo dell'alfa cellula pancreatica

Abstract

In questo studio abbiamo analizzato in una linea di alfa cellule pancreatiche gli effetti dell'esposizione cronica a palmitato sul recettore dell'insulina (IR), dell'IGF1 (IGF-1R) e sul segnale intracellulare. Le cellule alfa-TC1-6 sono state coltivate in presenza o assenza di palmitato (0,5 mmol / litro) per 48 h ed alla fine e' stata analizzata la secrezione di glucagone, l'autofosforilazione di IR e IGF-1R, la fosforilazione di IRS-1, IRS-2, PI3K p85alfa, Akt ,Erk 44/42 e P38. Eà ¢ stato dimostrato che MAPK puo' regolare PAX6, un fattore di trascrizione che controlla l'espressione del gene del glucagone; per questo motivo nel nostro studio ci siamo soffermati anche all'analisi genica e proteica di PAX6. Lo studio ha messo in evidenza un aumento della secrezione di glucagone nelle cellule pre-esposte a palmitato rispetto al controllo; tale incremento diminuiva dopo stimolazione con insulina. L'analisi dell'auto-fosforilazione del recettore insulinico ha messo in evidenza una diminuzione dell'attivazione della proteina nelle cellule pre-trattate con palmitato; dati simili sono stati osservati con IRS-1-P, PI3K (p85 alfa), and Akt-P. Al contrario nelle cellule pre-esposte a palmitato, in assenza di stimolazione con insulina, IGF-1, IRS2, ERK44/42 e P38 risultano essere molto attivi; dati simili sono stati ottenuti con PAX6 e il glucagone. Per questo motivo sono stati utilizzati specifici inibitori di MAPKs che hanno messo in evidenza una riduzione di espressione di PAX6 e del Glucagone, sia a livello genico sia a livello proteico. Questi dati ci indicano che le alfa cellule trattate con palmitato per 48 h mostrano insulino resistenza a livello del segnale intracellulare IRS-1/PI3K/Akt che normalmente controlla la secrezione di glucagone. Al contrario il segnale IRS-2/MAPKs risulta essere aumentato, attraverso là ¢ attivazione di IGF-1R, determinando un aumento dellà ¢ espressione del gene del glucagone. I nostri dati supportano l'ipotesi che l'aumento cronico degli acidi grassi contribuiscono alla disregolazione delle alfa-cellule frequentemente osservato nel diabete tipo 2.

This study investigated in a pancreatic alfa-cell line the effects of chronic exposure to palmitate on the insulin and IGF-I receptor (IGF-IR) and intracellular insulin pathways. alfa-TC1â 6 cells were cultured in the presence or absence of palmitate (0.5 mmol/liter) up to 48 h. Glucagon secretion, insulin and IGF-IR autophosphorylation, and insulin receptor substrate (IRS)-1, IRS-2, phosphatidylinositol kinase (PI3K) (p85alfa), and serine-threonine protein kinase (Akt) phosphorylated (active) forms were measured. Erk 44/42 and p38 phosphorylation (P) (MAPK pathway markers) were also measured. Because MAPK can regulate Pax6, a transcription factor that controls glucagon expression, pairedboxgene6 (Pax6) and glucagon gene and protein expression were also measured. Basal glucagon secretion was increased and the inhibitory effect of acute insulin exposure reduced in alfa-TC1 cells cultured with palmitate. Insulin-stimulated insulin receptor phosphorylation was greatly reduced by exposure to palmitate. Similar results were observed with IRS-1-P, PI3K (p85 alfa), and Akt-P. In contrast, with IGF-IR and IRS-2-P, the basal levels (i.e. in the absence of insulin stimulation) were higher in cells cultured with palmitate. Similar data were obtained with Erk 44/42-P and p-38-P. Pax6 and glucagon gene and protein expression were higher in cells cultured with palmitate. In these cells cultured, specifics MAPKs inhibitors were able to reduce both Pax6 and glucagon gene and protein expression. These results indicate that alfa-cells exposed to palmitate show insulin resistance of the IRS-1/PI3K/Akt pathway that likely controls glucagon secretion. In contrast, the IRS-2/MAPKs pathway is stimulated, through an activation of the IGF-IR, leading to increased Pax6 and glucagon expression. Our data support the hypothesis that the chronic elevation of fatty acids contribute to alfa-cell dysregulation frequently observed in type 2 diabetes.