Estudio de la distribución tisular de insulina endógena en la rata. Su concentración en mitocondrias hepáticas
Abstract
La insulina es una hormona polipeptídica sintetizada en el páncreas de los vertebrados,
implicada en multitud de procesos metabólicos esenciales. La acción de la insulina se inicia con
su unión a su receptor en la membrana plasmática, desencadenando una serie de reacciones
intracelulares en las que interviene una variedad de enzimas y sustratos. Además, parte de la
insulina es internalizada en las células, donde es degradada fundamentalmente por la acción
de la enzima degradante de insulina (EDI), que se encuentra presente en diversos organismos
procariotas y eucariotas. En el interior celular, la insulina está asociada a EDI y una fracción de
la hormona no se encuentra degradada. La insulina endocitada se dirige a distintos
compartimentos subcelulares, como el endosoma, proteasoma, núcleo, retículo endoplasmático
y membrana celular. Se ha determinado que la asociación de la insulina y EDI es esencial en
algunas funciones intracelulares de la hormona, como la inhibición de la β-oxidación de ácidos
grasos en los peroxisomas y la degradación proteica en el proteasoma.
En invertebrados, como insectos, moluscos y nematodos existen péptidos símil insulina que
actúan mediante mecanismos análogos a los existentes en vertebrados, y están involucrados
en procesos relacionados con el desarrollo y la reproducción. Del mismo modo, se han
identificado sustancias con características similares a la insulina en hongos, como Aspergillus
fumigatus y Neurospora crassa, en el protozoo Tetyrahymena pyriformis y en la bacteria
Escherichia coli, donde además se demostró que existe una respuesta metabólica al agregado
de insulina de cerdo. En esta bacteria también se ha estudiado la degradación de insulina y se
ha caracterizado una proteasa, denominada proteasa III, homóloga a EDI en su estructura y
función degradante de insulina. Debido a las similitudes existentes entre las bacterias y las
mitocondrias, también se estudió la degradación de insulina en estas organelas y se determinó
que efectivamente poseen la capacidad de degradar esta hormona.
Por lo expuesto, en este trabajo se estudió la distribución tisular de la insulina endógena en
la rata, para lo cual se realizó una extracción ácido-alcohólica de insulina en páncreas, hígado,
músculo y riñón. Además se aislaron las mitocondrias hepáticas y se determinó la
concentración de insulina en dichas organelas. Para todo esto se desarrolló una técnica de
radioinmunoanálisis que permitiera la cuantificación de insulina de rata de un modo confiable y
reproducible. Además, se comprobó la presencia de insulina en mitocondrias mediante
microscopía láser confocal.
Las concentraciones determinadas en tejidos extrapancreáticos concuerdan con los datos
bibliográficos y las concentraciones halladas en mitocondrias sugieren que no puede tratarse
de una contaminación, ya que son equivalentes a los valores de insulina determinados en
hepatocitos. Por otra parte las imágenes de microscopía confocal demuestran que la insulina y
EDI se co-localizan en las mitocondrias.
En base a los resultados obtenidos podría establecerse una nueva hipótesis sobre una
función directa de la insulina a nivel mitocondrial, aún no considerada.