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El factor de crecimiento neuronal (NGF)
El NGF también induce cambios morfológicos en las células beta
Vidaltamayo et al; ...
Las β adultas secretan NGF
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Insulina (FITC)
NGF + Insulina
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Los islotes in vitro no se desarrollan si se bloquea el
receptor de alta afinidad a NGF (TrkA) con K252a
Kanaka-Gantenbein...
EL NGF ENDÓGENO AUMENTA LA SECRECIÓN DE
INSULINA
Rosenbaum, T., Sánchez-Soto, C. e Hiriart, M. (2001) Nerve growth factor ...
AmbosAmbosNGFNGFInsulinaInsulina
Islote pancreático humanoIslote pancreático humano
Vidaltamayo R, Mery CM, Ángeles-Ángele...
10 90
Insulina(ng/ml)
1ª fase 2ª fase
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Tiempo (min)
D20 y 28
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Glucosa 20 mM
Fetal
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Comparación de la secreción de insulina de adultos y neonatos
Una posible explicación del funcionamiento
inmaduro de las células beta neonatas es que no
tengan alguno de los elementos ...
50 µm
Insulin Glut2 Merge
Glut2 expression in pancreatic islets
Neonatal
Adult
TreatmentTreatment MembraneMembrane CytoplasmCytoplasm M/CM/C
ControlControl 96.296.2 92.292.2 1.01.0
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N-type
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Insulin VGCC Merge Insulin VGCC Merge
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Secreción de insulina de células β neonatas
tratadas con NGF 50 ng/ml por 2 días
Navarro-Tableros V., Fiordelisio T., Hern...
Glucosa 5.6 mM Glucosa 15.6 mM
El NGF puede ser un factor importante en el
desarrollo y la inervación de las células β.
Aumenta, entre otros efectos, la ...
¿Cómo regresó el David después de
dos años de vivir en Nueva York?
His Proud Sponsors were:
Aumento en la ingesta
DE LA SECRECIÓN DE INSULINA
Resistencia a la insulinatriglicéridos Tensión arterial
DIABETES TIPO 2
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citocinas
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TNFα
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ESTRÉS OXIDATIVO
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Ratas control
Después de dos meses de agua con sacarosa al 20 %
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(cm)(cm)
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Presión arterial (PA)
Tratamiento
Control Sacarosa 20 %
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HOMA
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RESISTENCIA A LA INSULINA
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Triglicéridos(mg/dl)
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Controles Sacarosa 20 %
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Ma. Carmen Sánchez SotoMa. Carmen Sánchez Soto Víctor Navarro TablerosVíctor Navarro Tableros
Myrian VelascoMyrian Velasco...
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  1. 1. Dra. Marcia Hiriart Instituto de Fisiología Celular División de Neurociencias Departamento de Biofísica Universidad Nacional Autónoma de México UNAM Estructura del páncreas: función y regulación
  2. 2. CTIVIDAD ELÉCTRICA
  3. 3. GLUT 2 G6P GK Piruvato ATP ATP ATP ATP ATP SUR Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ ∆Vm ↑[ ATP ADP ]
  4. 4. LAS CÉLULAS BETA PRODUCEN Y SECRETAN OTROS PRODUCTOS ADEMÁS DE LA INSULINA ÁCIDO GAMA AMINO BUTÍRICO (GABA) La concentración de GABA más alta, fuera del sistema nervioso se encuentra en las células beta. Su secreción podría contribuir a la inhibición de la secreción de glucagon por las células alfa. FACTOR DE CRECIMIENTO NEURONAL (NGF) AMILINA
  5. 5. El factor de crecimiento neuronal (NGF) El NGF también induce cambios morfológicos en las células beta Vidaltamayo et al; Endocrine; 1996
  6. 6. Las β adultas secretan NGF 5 11 20 11 + KCl Glucosa ** ** ** GAPDH NGF NGF (CY5) Insulina (FITC) NGF + Insulina Rosenbaum, T., Vidaltamayo, R., Sánchez-Soto, C. Zentella, A. e Hiriart, M. (1998). Pancreatic ß cells synthesize and secrete nerve growth factor. PNAS 95: 7784-7788
  7. 7. Los islotes in vitro no se desarrollan si se bloquea el receptor de alta afinidad a NGF (TrkA) con K252a Kanaka-Gantenbein C, Endocrinology (1995) Índicedesecrecióndeinsulina 0 1000 2000 3000 4000 5000 CONTROL NGF Glucosa 5.6 mM 15.6 mM Secreción de insulina en respuesta a glucosa en células β cultivadas por 5 días * * + + Vidaltamayo R., Sánchez-Soto M.C., Hiriart M. (2002) FASEB J 10.1096/fj.01-0934fje
  8. 8. EL NGF ENDÓGENO AUMENTA LA SECRECIÓN DE INSULINA Rosenbaum, T., Sánchez-Soto, C. e Hiriart, M. (2001) Nerve growth factor increases insulin secretion and barium current in single pancreatic ß cells. Diabetes 50 (8):1755-1762. Indicedesecrecióndeinsulina 0 1000 2000 3000 4000 CONTROL Anticuerpo contra NGF Glucosa 5.6 mM 15.6 mM * + Secreción de insulina en respuesta a glucosa en células β cultivadas 48 h en condiciones testig
  9. 9. AmbosAmbosNGFNGFInsulinaInsulina Islote pancreático humanoIslote pancreático humano Vidaltamayo R, Mery CM, Ángeles-Ángeles A, Robles-Díaz G, Hiriart M (2003) Expression of Nerve Growth Factor in Human Pancreatic ß Cells. Growth Factors 21: 103 - 107 Expresión de NGF en páncreas humano
  10. 10. 10 90 Insulina(ng/ml) 1ª fase 2ª fase 20 60 glucosa 20 mM Tiempo (min) D20 y 28 DesteteD5Nacimiento Glucosa 20 mM Fetal 10 90 20 60 Insulina(ng/ml) Inmadura Madura ¿Qué factores contribuyen? ¿Mecanismos?
  11. 11. Comparación de la secreción de insulina de adultos y neonatos
  12. 12. Una posible explicación del funcionamiento inmaduro de las células beta neonatas es que no tengan alguno de los elementos necesarios para el acoplamiento entre la estimulación con glucosa y la secreción de insulina. Por ejemplo Glut2 o canales de calcio Analizamos los efectos del NGF sobre la maduración del acoplamiento entre la estimulación con glucosa y laacoplamiento entre la estimulación con glucosa y la secreción de insulinasecreción de insulina
  13. 13. 50 µm Insulin Glut2 Merge Glut2 expression in pancreatic islets Neonatal Adult
  14. 14. TreatmentTreatment MembraneMembrane CytoplasmCytoplasm M/CM/C ControlControl 96.296.2 92.292.2 1.01.0 NGFNGF 179.4 *179.4 * 133.0 *133.0 * 1.3 *1.3 * Ab-NGFAb-NGF 140.9 *140.9 * 139.3 *139.3 * 1.01.0 Control A B Ab-NGFNGF Glut2 •P < 0.001 compared to control cells in the same conditions
  15. 15. LC-type LD-type N-type T-type Insulin VGCC Merge Insulin VGCC Merge α1 Subunits of VGCC in pancreatic beta cells Navarro- Tableros V., Fiordelisio T., Hernández-Cruz A., Hiriart M. (2006) NGF promotes maturation in neonatal ß-cells modulating the translocation of l-type calcium channel and insulin synthesis. Am J Physiology Endocrinol Metab. 2006 Dec 5; doi:10.1152/ajpendo.00457
  16. 16. Secreción de insulina de células β neonatas tratadas con NGF 50 ng/ml por 2 días Navarro-Tableros V., Fiordelisio T., Hernández-Cruz A. Hiriart M. NGF promotes maturation of rat beta cells. Nerve growth factor promotes development of glucose-induced insulin secretion in rat neonate pancreatic beta cells by modulating calcium channels. Channels, 2007
  17. 17. Glucosa 5.6 mM Glucosa 15.6 mM
  18. 18. El NGF puede ser un factor importante en el desarrollo y la inervación de las células β. Aumenta, entre otros efectos, la expresión de GLUT2 y canales tipo L en la membrana . La diabetes tipo 2 se caracteriza por una resistencia a la insulina en su inicio, seguida por una disminución en la secreción de esta hormona. En la diabetes tipo 2 los niveles plasmáticos de NGF están disminuidos, lo que se ha correlacionado con la neuropatía periférica. Es posible que esto se correlacione con una disminución en la secreción de NGF por las células beta.
  19. 19. ¿Cómo regresó el David después de dos años de vivir en Nueva York? His Proud Sponsors were:
  20. 20. Aumento en la ingesta DE LA SECRECIÓN DE INSULINA Resistencia a la insulinatriglicéridos Tensión arterial DIABETES TIPO 2 INSULINA Genética del individuo AGOTAMIENTO DE LAS CÉLULAS BETA Y LA SECRECIÓN DE INSULINA Aumento de peso Baja actividad física Hiperinsulinemia OBESIDAD
  21. 21. Grasa abdominal citocinas leptina adiponectina TNFα TGFβ ESTRÉS OXIDATIVO fibrosis amilina activación de células estelares producción de colágena senescencia FIBROSIS Pulmón fibrosis OBESIDAD INFLAMACIÓN IL6 ResistinaNEFAs (ac grasos no esterificados) peroxidación inflitración +
  22. 22. Ratas tratadas Ratas control Después de dos meses de agua con sacarosa al 20 %
  23. 23. TratamientoTratamiento LongitudLongitud (cm)(cm) P. AbdominalP. Abdominal (cm)(cm) IMCIMC ControlControl 26.426.4 ± 0.4± 0.4 19.319.3 ± 0.3± 0.3 0.70.7 Sacarosa 20 %Sacarosa 20 % 26.926.9 ± 0.3± 0.3 24.124.1 ± 0.4*± 0.4* 0.8*0.8* * Peso corporal (PC) Tratamiento Control Sacarosa 20 % PC(g) 200 400 600 Grasa abdominal (GA) Tratamiento Control Sacarosa 20 % GA(g) 5 10 15 20 * n = 32 * P < 0.001 2 meses2 meses
  24. 24. * Presión arterial (PA) Tratamiento Control Sacarosa 20 % PA(mmHg) 0 50 100 150 200 Frecuencia cardiaca (FC) Tratamiento Control Sacarosa 20 % FC(latidos/min) 0 100 200 300 400 500 n = 32 * P < 0.001 2 meses
  25. 25. HOMA (insulina)(glucosa)/22.5 Controles = 1.17 Sacarosa 20 % = 2.54 RESISTENCIA A LA INSULINA Control Sacarosa 20 % Glucosa(mg/dl) 0 50 100 150 200 n = 32 * P < 0.001 2 meses2 meses * Tratamiento Control Sacarosa 20 % Insulina(µg/dl) 0 2 4 6 8 10 12 Tiempo (min) 0 15 30 60 120 Glucosasanguínea(mg/dl) 50 100 150 200 250 Control Tx * *
  26. 26. Controles Sacarosa 20 % Triglicéridos(mg/dl) 0 50 100 150 200 * Controles Sacarosa 20 % Colesteroltotal(mg/dl) 0 20 40 60 80 n = 32 * P < 0.001 2 meses
  27. 27. 8 semanas Área totalÁrea total Área islotesÁrea islotes Área insulinaÁrea insulina Área glucagonÁrea glucagon CONTROLCONTROL 1.8 X 101.8 X 1088 µµmm22 1.1 X 101.1 X 1066 µµmm22 7.6 X 107.6 X 1055 µµmm22 4.1 X 104.1 X 1055 µµmm22 % área total% área total 0.60.6 0.40.4 0.20.2 No. IslotesNo. Islotes 6666 Islotes /6.9 X 10Islotes /6.9 X 1077 µµmm22 25.325.3 TRATADASTRATADAS 1.8 X 101.8 X 1088 µµmm22 1.4 X 101.4 X 1066 µµmm22 1 X 101 X 1055 µµmm22 5.5 X 105.5 X 1055 µµmm22 % área total% área total 0.80.8 0.50.5 0.30.3 No. IslotesNo. Islotes 6565 Islotes / 6.9 X 10Islotes / 6.9 X 1077 µµmm22 2626 Control 100 µm Tratadas 100 µm
  28. 28. 8 weeks Control Treated Glut2 Insulin
  29. 29. 24 semanas24 semanas tx agua con sacarosatx agua con sacarosa Perímetro abdominalPerímetro abdominal (cm)(cm) ControlControl 27.827.8 ± 0.2± 0.2 2323 ± 0.5± 0.5 SacarosaSacarosa 20 %20 % 28.228.2 ± 0.2± 0.2 2525 ± 0.6*± 0.6* Peso (g) 581 ± 16 657 ± 15* *P < 0.0001 *P < 0.0004 ( n = 39) ( n = 31) ( n = 39) ( n = 31) ( n = 67) ( n = 59) IMC 0.73 ± 0.01 ( n = 39) ( n = 31) 0.86 ± 0.01* *P < 0.0001 Longitud (cm)
  30. 30. 24 semanas24 semanas ControlControl Sacarosa 20%Sacarosa 20% *P*P Presión arterialPresión arterial sistólica (mmHg)sistólica (mmHg) 123123 ++ 3.03.0 137137 ++ 4.0*4.0* << 0.0010.001 (n = 16)(n = 16) Frecuencia cardiacaFrecuencia cardiaca (latidos/min)(latidos/min) 349349 ++ 1313 360360 ++ 8.08.0 (n = 16)(n = 16)
  31. 31. 24 semanas24 semanas [Insulina](µg/l) Control Sacarosa 20 % 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Control Sacarosa 20 % [Glucosa](mg/dl) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 *P < 0.0014 * (n = 41 controles; 34 tratados)(n = 36 controles; 29 tratados)
  32. 32. Controles (n = 13) Sacarosa 20 % (n =12) 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 [Glucosa](mg/dl) 0 20 40 60 80 100 120 Tiempo 24 semanas24 semanas
  33. 33. 24 semanas Área totalÁrea total Área islotesÁrea islotes Área insulinaÁrea insulina Área glucagonÁrea glucagon CONTROLCONTROL 2.2 X 102.2 X 1088 µµmm22 1.8 X 101.8 X 1066 µµmm22 1.3 X 101.3 X 1066 µµmm22 4.1 X 104.1 X 1055 µµmm22 % área total% área total 0.80.8 0.60.6 0.20.2 No. IslotesNo. Islotes 3737 Islotes /6.9 X 10Islotes /6.9 X 1077 µµmm22 11.911.9 TRATADASTRATADAS 6.2 X 106.2 X 1088 µµmm22 3.7 X 103.7 X 1077 µµmm22 3.4 X 103.4 X 1077 µµmm22 3.3 X 103.3 X 1066 µµmm22 % área total% área total 6.06.0 5.55.5 0.50.5 No. IslotesNo. Islotes 9393 Islotes /6.9 X 10Islotes /6.9 X 1077 µµmm22 10.410.4 Control Tratadas 50 µm 50 µm 50 µm50 µm
  34. 34. Ma. Carmen Sánchez SotoMa. Carmen Sánchez Soto Víctor Navarro TablerosVíctor Navarro Tableros Myrian VelascoMyrian Velasco Román Vidal TamayoRomán Vidal Tamayo Carlos LarquéCarlos Larqué Selda GeizinckiSelda Geizincki Siraam CabreraSiraam Cabrera Mariana DuhneMariana Duhne Alondra AlbaradoAlondra Albarado Tamara RosenbaumTamara Rosenbaum María InfanteMaría Infante Colaboración con:Colaboración con: Tatiana Fiordelisio y Arturo Hernández CruzTatiana Fiordelisio y Arturo Hernández Cruz Apoyos:Apoyos: Macroproyecto Facultad de MedicinaMacroproyecto Facultad de Medicina ConacytConacyt DGAPA-PAPIIT, UNAMDGAPA-PAPIIT, UNAM

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