Mecanismos moleculares de la resistencia a la insulina asociada a la inflamación en estados de obesidad y NAFLD

Abstract

La inflamación crónica de bajo grado característica de la obesidad está directamente implicada en la patogénesis de la resistencia a la insulina, así como en las complicaciones que padecen los pacientes diabéticos. Durante la obesidad se produce una hiperplasia e hipertrofia del tejido adiposo blanco, el cual sufre una disfunción caracterizada por una lipólisis exacerbada. Como consecuencia, se incrementa la liberación de ácidos grasos libres al torrente circulatorio, y estos ácidos grasos son los primeros responsables de activar la respuesta proinflamatoria del sistema inmune. Tras un largo periodo de inflamación de bajo grado y daño crónico en los tejidos periféricos responsables del control de la homeostasis glucídica, se acaba instaurando una resistencia a la insulina. Aunque la importancia de la activación de los macrófagos en los mecanismos moleculares que desencadenan la resistencia a la insulina en el músculo esquelético y el tejido adiposo ya se han descrito por otros grupos, el impacto de las moléculas liberadas por los macrófagos sobre la señalización de la insulina en el hígado todavía no ha sido explorado. Por tanto, en esta Tesis Doctoral se han descrito, en primer lugar, los efectos inducidos por el ácido palmítico (AP) sobre las vías de estrés que conducen a la lipoapoptosis y la resistencia a la insulina en hepatocitos, así como su reversión por parte del ácido oleico (AO) y los mecanismos moleculares asociados, ya que estos son los ácidos grasos mayoritarios tanto en la dieta como en la circulación sanguínea. Asimismo, se han evaluado los efectos de los productos secretados por los macrófagos tras su activación con el AO o el AP, sobre las vías de señalización en respuesta a estrés, la lipoapoptosis y sobre la cascada de señalización de la insulina en los hepatocitos. Para llevar a cabo este objetivo se ha puesto a punto un

sistema “in vitro” de medios condicionados (MC) de macrófagos estimulados con los dos ácidos grasos de interés. Estos MC, que contienen tanto ácidos grasos libres como citoquinas, quimioquinas y demás especies lipídicas secretadas por los macrófagos tras su activación, se han utilizado para estimular los hepatocitos y posteriormente analizar en ellos las vías de estrés del retículo endoplásmico (RE), la lipoapoptosis y la señalización de la insulina. Tras realizar dichos experimentos, se observó que el AP produce una activación clásica o proinflamatoria de los macrófagos, los cuales aumentan la secreción de citoquinas y quimioquinas proinflamatorias, y estos productos derivados de los macrófagos, a su vez, producen lipoapoptosis y resistencia a la insulina en los hepatocitos. Sin embargo, el AO induce una activación alternativa o antiinflamatoria en los macrófagos la cual mejora la sensibilidad a la insulina en los hepatocitos. Por otro lado, también se propuso estudiar el papel de la proteína tirosina fosfatasa 1B (PTP1B) en la respuesta inflamatoria, ya que la PTP1B es el modulador negativo más importante de la cascada de señalización de la insulina, por su función de defosforilar al receptor de insulina. De esta manera, los inhibidores de PTP1B están ampliamente reconocidos por sus efectos beneficiosos sobre la recuperación de la resistencia a la insulina, sin embargo, no se conoce cómo la inhibición de esta fosfatasa modula las respuestas inflamatorias del sistema inmune. Los experimentos llevados a cabo en ratones deficientes en PTP1B han demostrado que la inhibición de esta enzima en todos los tejidos del organismo produce una respuesta proinflamatoria exacerbada por parte del sistema inmune, una mayor tasa de mortalidad, y un incremento en la expresión de genes de la rutas de p53 y de escisión y reparación del ADN. Por lo tanto, se puede concluir que es necesario un control minucioso de las acciones de los inhibidores de la PTP1B si se propone su aplicación terapéutica para tratar la resistencia a la insulina ya que estos compuestos podrían ejercer efectos perjudiciales sobre la regulación de las repuestas inflamatorias del sistema inmune.