Adaptaciones funcionales de la célula beta pancreática en un modelo de obesidad genética en ratón

Resum

La obesidad es un factor de riesgo para el desarrollo de diabetes mellitus tipo 2, ya que está asociada a la resistencia a la insulina. En esta situación, las células ß pancreáticas intentan compensar la mayor demanda de insulina para mantener condiciones de normoglucemia. Muchos estudios describen que esta adaptación es debida a cambios estructurales, mientras que el papel de la adaptación funcional de las células ß todavía no se ha estudiado a fondo. Con este propósito, evaluamos diferentes etapas clave de la secreción de insulina estimulada por glucosa en islotes de ratones obesos adultos ob/ob y sus correspondientes controles. Los ratones obesos mostraron un mayor peso corporal, resistencia a la insulina, hiperinsulinemia, intolerancia a la glucosa e hiperglucemia. Los islotes de los ratones ob/ob mostraron una actividad mitocondrial aumentada, reflejada por la mayor producción de NAD(P)H y la mayor hiperpolarización del potencial de membrana mitocondrial. El estudio de la actividad eléctrica reveló varias alteraciones en la electrofisiología de las células ß de los ratones obesos, tales como una mayor frecuencia de disparo, una línea base más despolarizada tanto del potencial de acción como de la ráfaga, que, en su conjunto, hacen que estas células sean más sensibles a los cambios de glucosa. También encontramos una mayor señalización de calcio estimulada por glucosa en los islotes de ob/ob, así como un cambio en el patrón oscilatorio, que ha sido asociado con la menor expresión del canal TRPM5. Todos estos procesos alterados llevan a un aumento de la secreción de insulina, como mostraron los experimentos de secreción de esta hormona y de exocitosis. Por el contrario, encontramos una menor coordinación de las oscilaciones de calcio en células ß de los ratones obesos, que podría ser una manifestación temprana del fallo de la célula beta en la progresión hacia la diabetes. Estos hallazgos muestran que la célula ß sufre adaptaciones funcionales en el proceso compensatorio a la resistencia a la insulina asociada a la obesidad.