Julio-Septiembre 2017 71
ISSN 1317-987X
 
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Insulina. Estructura, síntesis, secreción, depuración y degradación (Revisión)

Regulación de la síntesis de insulina

La biosíntesis de la insulina está regulada tanto a nivel de la transcripción como de la traducción. Las secuencias de señales que determinan la exclusividad de la expresión del gen de la insulina en las células β de los islotes pancreáticos están ubicadas entre - 520 y + 1 pares de bases relativas al inicio de la transcripción (24).

En las células β de los islotes pancreáticos existen unos 13.000 gránulos secretorios los cuales ocupan aproximadamente un 10 % del volumen celular y cada gránulo contiene cerca de 200.000 moléculas de insulina (25). Sin embargo el contenido de insulina de las células β es altamente dinámico, acumulándose la hormona en la presencia de nutrientes y disminuyéndose en la ausencia de los mismos. La habilidad de las células β de responder rápidamente a señales celulares, generalmente está relacionado con regulación post-transcripcional. En la región promotora del gen le la insulina existen un número de secuencias de bases denominadas elementos A, C, E, Z y el elemento que responde al AMPc (CRE por sus siglas en inglés) que determinan la localización de la insulina en las células β, así como también la unión a diferentes factores de transcripción los cuales determinan la regulación de la expresión genética de la insulina(26). La región promotora del gen de la insulina se extiende aproximadamente a unas 400 pares de bases antes del punto de inicio de la transcripción(26).

Es interesante mencionar que uno de los factores de transcripción que une al elemento C es denominado MafA el cual se expresa exclusivamente en las células β, con lo cual condiciona, al menos en parte, la exclusividad de la expresión del gen de la insulina en dichas células(27) y además media la regulación de la expresión del gen de la insulina por la glucosa.

En respuesta a la presencia de nutrientes, las células β incrementan la síntesis proteica, por lo menos en parte, por la desfosforilación del factor eucariota de iniciación 2a (eIF2a por sus siglas en inglés) mediante la participación de la proteína fosfatasa 1 la cual es estimulada por glucosa (28), por el contrario la quinasa pancreática del retículo endoplasmático fosforila a eIF2a regulando negativamente la traducción.

En las células β existe un mecanismo que permite detectar la cantidad de insulina almacenada y secretada y consecuentemente ajustar su síntesis. La proteína granular transmembranosa denominada autoantígeno de las células de los islotes 512 (ICA512 por sus siglas en inglés) es una parte esencial del mecanismo de control por retroalimentación. Los gránulos de insulina se fusionan transitoriamente con la membrana plasmática para liberar insulina y simultáneamente la elevada concentración de Ca2+ activa una proteasa µ calpain la cual hidroliza el segmento citoplamático de ICA512; éste último migra al núcleo donde se une al factor de transcripción STAT5, impidiendo su defosforilación y regulando positivamente la expresión del gen de la insulina (29). En consecuencia la liberación de insulina contenida en los gránulos secretores es comunicada al núcleo donde funciona como un mecanismo de retroalimentación positiva iniciándose la síntesis de insulina con lo cual se mantiene una cantidad adecuada de la hormona en depósito.

La velocidad de la traducción del ARNm de la preproinsulina se incrementa cuando los islotes pancreáticos son incubados con altas concentraciones de glucosa (25 mM) evento que es independiente de la transcripción (30).

Los resultados de los estudios in vitro indican que la estabilidad del ARNm de la preproinsulina disminuye en condiciones de una baja concentración de glucosa y por el contrario se incrementa con la elevación de la concentración de la hexosa (31).

Las proteínas que unen polipirimidinas, regiones ricas en uridina y citosina en la región 5’ no traducida del ARNm, incrementan la viabilidad del ARN y estimulan el inicio de la traducción no solo de la preproinsulina sino también de otras proteínas de los gránulos secretorios tales como la ICA512 y la PC2. Es interesante mencionar que en la región 5’ no transcrita del ARNm de la preproinsulina existe una secuencia de bases que juega un papel esencial en la regulación de la traducción, ya que su remoción bloque la estimulación de la síntesis de preproinsulina por la glucosa (32).

La regulación post-transcripcional modula la síntesis de la insulina de manera inmediata, por el contrario la regulación transcripcional modifica la síntesis de insulina a largo plazo.
Insulina. Estructura, síntesis, secreción, depuración y degradación (Revisión)
Introducción
Estructura de la insulina
Biosíntesis de la insulina.
Regulación de la síntesis de insulina
Secreción de insulina
Referencias

NOTA: Toda la información que se brinda en este artículo es de carácter investigativo y con fines académicos y de actualización para estudiantes y profesionales de la salud. En ningún caso es de carácter general ni sustituye el asesoramiento de un médico. Ante cualquier duda que pueda tener sobre su estado de salud, consulte con su médico o especialista.





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