Acció de la insulina sobre el sistema A de transport d'aminoàcids en el múscul esquelètic: estudi de mecanismes transductors i reguladors

Abstract

La insulina estimula la captació de MeAIB, àcid alfa-(metil)aminoisobutíric, en el múscul esquelètic. Aquest compost és un anàleg aminoacídic no metabolitzable que és transportat, juntament amb un ió Na+, pel sistema A de transport d'aminoàcids.<br/><br/>La insulina estimula la captació a través del sistema A de manera ràpida (max. als 60 min) i independent de síntesi protèica. Des d'un punt de vista cinètic, la insulina provoca una estimulació en la Vmax del transport, sense alterar la Km, per la qual cosa es pot pensar que o bé la insulina provoca un augment en el nombre de transportadors en la membrana plasmàtica, o bé la insulina activa la velocitat de transport intrínseca a cada transportador. En aquesta acció de la insulina no participen microtúbuls ni microfilaments a nivell del múscul esquelètic. La insulina també activa la captació de MeAIB al fetge, però en aquest teixit l'efecte és dependent de síntesi protèica i hi participen els microtúbuls.<br/><br/>El sistema A pot activar-se per un dejuni aminoacídic, fenomen que rep el nom de "regulació adaptativa". La regulació adaptativa activa el sistema A de manera dependent de síntesi protèica, i en aquest cas també hi participen els microtúbuls.<br/><br/>La insulina no activa el sistema A a través de la producció d'alteracions en el gradient electroquímic de Na(+).<br/><br/>En l'estudi dels mecanismes transductors de l'acció de la insulina sobre el sistema A observem que aquesta acció requereix d'una adequada activitat tirosina quinasa del receptor de la insulina. En la transducció del senyal no semblen participar les proteïnes G sensibles a toxina colèrica o a toxina pertúsica, ni tampoc la proteïna quinasa C. La fosfolipasa C administrada exògenament, mimetitza parcialment l'acció de la insulina sobre el sistema A; els productes de la reacció catalitzada per aquest enzim són els diacilgliceroIs, els quals podrien tenir algun paper en el mecanisme de transducció de la insulina, en ]a seva acció sobre el sistema A.<br/><br/>Respecte als mecanismes que regulen negativament l'acció de la insulina sobre el sistema A, hem observat que la proteïna quinasa C inhibeix parcialment la captació de MeAlB estimulada per la insulina; el nivell al que interactua la proteïna quinasa C és posterior al receptor de la insulina, ja que aquest no resulta afectat, ni en activitat de "binding", ni en activitat tirosina quinasa, per coneguts activadors de la proteïna quinasa C, els esters de forbol.<br/><br/>La fosfolipasa C també provoca una inhibició de l'acció de la insulina sobre el sistema A. Donat que els diacilglicerols activen la proteïna quinasa C, pot especular-se que indirectament la fosfolipasa e també inhibeix l'acció de la insulina a través d'una estimulació de la proteïna quinasa C.<br/><br/>Comparativament hem realitzat estudis de l'acció de la insulina sobre la captació d'anàlegs no metabolitzables de la glucosa, la 3-O-metilglucosa, en el múscul esquelètic. Així, mentre que Ja proteïna quinasa C podria participar en la transducció d'aquesta acció de la insulina, l'activació d'aquest enzim pels esters de forbol no provoca alteracions en la captació de glucosa estimulada per la insulina. La fosfolipasa C reprodueix igualment aquesta situació, marcant les diferències respecte al que succeeix amb el transport d'aminoàcids. Malgrat aquestes diferencies, la transducció de l'acció de la insulina sobre el transport de glucosa tampoc requereix de proteïnes G sensibles a toxina pertúsica o a toxina colèrica mentre sí que requereix d'una adequada funcionalitat del receptor de la insulina.<br/><br/>Agents que activen la producció intracel.lular de cAMP no alteren l'acció de la insulina sobre la captació de MeaIB o de 3-O-metilglucosa, la qual cosa és índex d'una no participació de la proteïna quinasa A en la regulació negativa de l'acció de la insulina.

<i>Insulin stimulates amino acid uptake through the system A in skeletal muscle. This stimulation is maximal at 60 min or insulin addition, and is independent of protein synthesis and microtubules or microfilaments activity. Insulin action on system A in muscle is characterized by an increased Vmax without changes in Km. In this regard, the effect of insulin on muscle broadly differs from the stimulatory action on system A in liver which is dependent on protein synthesis and on microtubular function.<br/><br/>System A co-transports amino acids and Na(+) ions. Insulin does not stimulate system A through changes in electrochemical gradient of Na(+).<br/><br/>This action of insulin requires an adequate tyrosine kinase activity of the insulin receptor. In the transduction of the insulin action, there are not G proteins sensitive to pertussis toxin or cholera toxin. Protein kinase C is not involved in the biochemical pathway that lead to activation of system A in skeletal muscle.<br/><br/>It has been previously reported that some of insulin effects can be negatively regulated by activation of protein kinases such as protein kinase C or cAMP-dependent protein kinase. In this regard, we have found that activation of protein kinase C with TPA or by addition or PL-C inhibits insulin action of system A. However cAMP-inducing agents such isoproterenol, a beta-adrenergic agonist, cholera toxin -which activates Gs- or forskolin -which stimulates adenilate ciclase-, did not modify insulin action on system A in skeletal muscle.<br/><br/>Thus protein kinase A does not seem to play a role in the regulation of insulin effect on amino acid uptake in muscle. </i>