Anatomía

Un estudio arroja luz sobre el daño a los vasos sanguíneos por las altas concentraciones de glucosa.

Según los investigadores de la Universidad de Warwick, un mecanismo en las células que recubren nuestros vasos sanguíneos que los ayuda a procesar la glucosa se descontrola en la diabetes y podría estar vinculado a la formación de coágulos sanguíneos e inflamación.

Informado en un nuevo estudio en Scientific Reports dirigido por la Dra. Naila Rabbani de la Escuela de Medicina de Warwick, con investigaciones adicionales, los resultados podrían ayudar a identificar nuevas formas de prevenir el daño a los órganos por complicaciones en la diabetes.

La investigación examina el impacto de las concentraciones normales y altas de la glucosa de azúcar en las células endoteliales humanas, que forman el revestimiento de nuestros vasos sanguíneos. Al aumentar la concentración de glucosa en el medio de cultivo, los investigadores modelaron los efectos de la hiperglucemia en este tipo de células.

La hiperglucemia es la condición en la que la glucosa en la sangre de un individuo es anormalmente alta y comúnmente es causada por la diabetes.

Los investigadores confirmaron que el metabolismo de la glucosa en las células endoteliales se incrementa en altas concentraciones de glucosa. Mostraron por primera vez que esto ocurre porque una enzima que metaboliza la glucosa en estas células, llamada hexocinasa-2 (HK2), se degrada más lentamente en concentraciones altas de glucosa y, por lo tanto, metaboliza más glucosa de lo normal. El aumento del metabolismo de la glucosa es el impulsor de la disfunción metabólica de las células endoteliales en el modelo de hiperglucemia.

Pudieron corregir este efecto utilizando un nuevo suplemento dietético desarrollado previamente por el equipo de investigación llamado inductor de glioxalase 1 o inductor de Glo1.

También encontraron que el efecto HK2 era el principal mecanismo que aumentaba la formación de una sustancia reactiva derivada de la glucosa llamada metilglioxal (MG), que se sabe que aumenta en la diabetes y está relacionada con el daño a las células sanguíneas, los riñones, la retina y los nervios en brazos y piernas en Diabetes: la llamada complicación vascular de la diabetes.

La MG se une y modifica las proteínas, causando que se plieguen mal. En este estudio, los investigadores identificaron 222 proteínas susceptibles a la modificación de la MG y esto activa un sistema de vigilancia de la calidad de la proteína llamada respuesta de la proteína desplegada, que elimina las proteínas dañadas.

Cuando la respuesta proteica desplegada está sobrecargada de trabajo con un alto nivel de sustrato proteico mal plegado, provoca una respuesta inflamatoria y aumenta el riesgo de formación de coágulos sanguíneos. Estos procesos contribuyen al daño de los vasos sanguíneos involucrados en el desarrollo de la complicación vascular de la diabetes.

La Dra. Naila Rabbani, de la Escuela de Medicina de Warwick, dijo: «Los mecanismos de la sensibilidad de los órganos al daño por las altas concentraciones de glucosa en la diabetes todavía no se comprenden y es necesario mejorar de manera urgente el tratamiento de la complicación diabética. Nuestro estudio proporciona un avance en la comprensión de estos mecanismos.

«Nuestra investigación ha identificado un posible paso clave, el aumento de HK2, en el inicio del desarrollo del daño a los vasos sanguíneos en la hiperglucemia relacionada con las complicaciones vasculares de la diabetes, como la enfermedad renal, el daño a la retina en los ojos y los nervios en los brazos y las piernas, y un mayor riesgo de enfermedad cardíaca, la principal causa de muerte prematura en la diabetes.

Es importante destacar que mostramos cómo un nuevo tipo de tratamiento, el inductor Glo1, puede corregir esto y merece consideración en la búsqueda de mejores tratamientos para las complicaciones diabéticas».

Mayor información: Zehra Irshad, Mingzhan Xue, Amal Ashour, et al. «Activation of the unfolded protein response in high glucose treated endothelial cells is mediated by methylglyoxal». Scientific Reports, Published: 27 May 2019.

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