La scoperta dei vasi sanguigni può prevenire il diabete
Nuove intuizioni dalla ricerca su come l'insulina esce dal flusso sanguigno per metabolizzare il glucosio nelle cellule potrebbero portare a nuovi trattamenti per la resistenza all'insulina, una condizione che di solito precede il diabete di tipo 2.
In un articolo pubblicato in Il Journal of Clinical Investigation, scienziati della Vanderbilt University di Nashville, TN, riferiscono di come hanno utilizzato una nuova tecnica di microscopia insieme a modelli matematici per misurare e caratterizzare direttamente il movimento dell'insulina mentre attraversava le pareti dei vasi sanguigni nelle cellule muscolari scheletriche di topi vivi.
I loro risultati suggeriscono che il meccanismo di trasporto dell'insulina mentre lascia i minuscoli vasi sanguigni, o capillari, nel tessuto muscolare è diverso da quello suggerito da studi precedenti.
"Definire il modo in cui l'insulina lascia il capillare", spiega l'autore senior dello studio David H. Wasserman, professore di fisiologia molecolare e biofisica, "è essenziale per comprendere e trattare la resistenza all'insulina".
La resistenza all'insulina può portare al diabete di tipo 2
La resistenza all'insulina si sviluppa quando le cellule che compongono i tessuti del fegato, del grasso e dei muscoli non rispondono efficacemente all'insulina, l'ormone che li aiuta a convertire il glucosio in energia. Il pancreas compensa producendo più insulina per mantenere il glucosio al livello corretto.
Ma col passare del tempo, le cellule pancreatiche non riescono a tenere il passo, i livelli di glucosio aumentano e si sviluppano prediabete e diabete di tipo 2. La maggior parte delle persone con diabete ha il diabete di tipo 2.
Più di 30 milioni di adulti negli Stati Uniti hanno il diabete, inclusi più di 7 milioni che non sono diagnosticati. Altri 84 milioni hanno il prediabete.
Non è chiaro esattamente cosa causi la resistenza all'insulina, ma gli scienziati suggeriscono che essere fisicamente inattivi e portare troppo peso sono i principali contributori.
Capire i movimenti dell'insulina
Il Prof. Wasserman ei suoi colleghi osservano che la "capacità dell'insulina di stimolare l'assorbimento del glucosio" nelle cellule muscolari "dipende dalla velocità con cui l'insulina attraversa l'endotelio", che è il sottile strato di tessuto che riveste i vasi sanguigni e controlla il movimento di sostanze dentro e fuori il flusso sanguigno.
Notano anche che ci sono prove che la compromissione della somministrazione di insulina alle cellule muscolari è una caratteristica della "resistenza all'insulina indotta dalla dieta".
Pertanto, caratterizzare il meccanismo che controlla il movimento dell'insulina attraverso l'endotelio "è fondamentale per comprendere la progressione della resistenza all'insulina", sostengono, mentre stabiliscono l'obiettivo del loro studio.
L'insulina si muove per "trasporto in fase fluida"
Alcuni studi suggeriscono che il meccanismo di trasporto dell'insulina è "saturabile", cioè che la velocità diminuisce con l'aumentare dei livelli di insulina e che dipende dalla presenza dei recettori dell'insulina sulle cellule dell'endotelio.
"Al contrario," gli autori dello studio osservano che i loro risultati "dimostrano in modo convincente che il movimento dell'insulina attraverso l'endotelio non è saturabile e non richiede il recettore dell'insulina".
Con l'aiuto della tecnica che hanno sviluppato per tracciare, visualizzare e modellare il movimento dell'insulina mentre esce dai capillari nei topi vivi, hanno concluso che il meccanismo funziona per "trasporto in fase fluida".
Questa modalità di trasporto "può essere ottenuta mediante il movimento convettivo dell'insulina" attraverso le giunzioni tra le cellule dell'endotelio, o "un processo vescicolare aspecifico, o una combinazione di entrambi", spiegano.
I risultati potrebbero portare a nuovi trattamenti
Gli scienziati suggeriscono che uno dei motivi principali della differenza tra i loro risultati e quelli di studi precedenti è che sono stati in grado di misurare direttamente il movimento dell'insulina attraverso l'endotelio negli animali vivi, invece di utilizzare "monostrati coltivati" di cellule endoteliali .
Migliorare la nostra comprensione a livello cellulare e molecolare di come l'insulina esce dai capillari potrebbe portare a nuovi modi per invertire la resistenza all'insulina, inclusi farmaci basati su piccole molecole che aumentano la somministrazione di insulina e nuove versioni sintetiche di insulina che raggiungono le cellule muscolari in modo più efficace.
Il Prof. Wasserman è dell'opinione che la tecnica di tracciamento a fluorescenza e microscopia che hanno sviluppato per l'uso in animali vivi potrebbe essere utilizzata anche per studiare come i farmaci e altri ormoni escono dal flusso sanguigno per entrare nei tessuti bersaglio.
"La parete dei capillari muscolari è una barriera formidabile all'azione dell'insulina sui muscoli. È il passo limitante per l'azione dell'insulina muscolare e un potenziale sito di regolazione ".
Prof. David H. Wasserman
