R3 Endocrinologia Leilane Vensão

Orientação: Dra Rosângela Rea

Introdução

Receptor de insulina

Vias da sinalização e substratos

- Via PI3K

- Via MAPK

Macrófagos e RI

Mitocôndria-RE-RI

Conclusão

Resistência insulínica (RI) é a incapacidade das

células alvo em responder à insulina devido a

defeitos em sua sinalização

Williams, 2010

Introdução

Receptor de insulina

Vias da sinalização e substratos

- Via PI3K

- Via MAPK

Macrófagos e RI

Mitocôndria-RE-RI

Conclusão

É um receptor com atividade tirosina quinase

Receptor + insulina = mudança conformacional permitindo que o sítio ativo ligue-se ao substrato

Olivares RJA. REB 27(1): 9-18, 2008

Tyr1162 Substrat

o Substrat

o

INSULINA

Adaptado de Williams, 2010

Tyr1162

SUBSTRATO FOSFORILADO MOLÉCULA DOMÍNIO SH2 RECONHECIDA

IRS 1, 2, 3, 4 PI3-K

SHC MAPK

CBL CAP-CBL

Introdução

Receptor de insulina

Vias da sinalização e substratos

- Via PI3K

- Via MAPK

Macrófagos e RI

Mitocôndria-RE-RI

Conclusão

MAPK

CAP-CBL

PI3K

Introdução

Receptor de insulina

Vias da sinalização e substratos

- Via PI3K

- Via MAPK

Macrófagos e RI

Mitocôndria-RE-RI

Conclusão

PI3K AKT

PKC λ-ζ

Olivares RJA. REB 27(1): 9-18, 2008

Olivares RJA. REB 27(1): 9-18, 2008

- SÍNTESE PROTÉICA

- SÍNTESE GLICOGÊNIO

- INIBIÇÃO LIPÓLISE

-INIBIÇÃO GLICONEOGÊNESE

HEPÁTICA

- CRESCIMENTO CÉLULA BETA

A atividade de PI3K está prejudicada em 40-50%

no músculo de diabéticos em comparação aos

magros ou obesos

A perda de peso aumenta a atividade PI3K

Kim Y.B, Kahn B. et al. Diabetes. 52: 1935-1942, 2003

Longo DL. NEJM. 317: 1131-1141, 2014

• Há aumento de PKCθ em pessoas obesas com RI

ou após infusão lipídica

• Ratos knockout de PKCθ ficaram protegidos de RI

muscular induzida por lipídios

Glitazonas aumentam a atividade PI3K e PKCλ-ζ no músculo

Metformina aumenta atividade PKC λ-ζ no músculo

Glitazona + metformina melhora sinalização IRS-1/PI3K / PKC no músculo de pacientes com DM2 e esse efeito é maior do que o uso isolado desses agentes

Temofonte et al. Diabetologia. 52(1): 60–64, 2009

PKC

FOXO no núcleo = gliconeogênese e lipólise

Olivares RJA. REB 27(1): 9-18, 2008

Longo DL. NEJM. 317: 1131-1141, 2014

Balanço energético positivo => hiperTG =>

depósito de gordura em músculo e fígado => RI

por ativação da PKCε no fígado e PKCθ no

músculo

Lipodistrofias (ausência de tecido adiposo SC) =>

causam hiperTG => depósito de gordura em

músculo e fígado => RI por ativação da PKCε no

fígado e PKCθ no músculo

Longo DL. NEJM. 317: 1131-1141, 2014

Há raras situações de acúmulo de gordura no

músculo e fígado e ausência de RI: Síndrome

Chanarin-Dorfman, hipobetalipoproteinemia

familiar e atletas de endurance

Cantley JL et al. Proc Natl Acad Sci. 110:1869-74, 2013

COMPARTIMENTALIZAÇÃO

INTRACELULAR DE DAGs EM

FORMA DE GOTÍCULAS ?

Weissmann L et al. Diabetes. 63: 3334-3345, 2014

RESISTÊNCIA

INSULÍNICA

AAS melhora metabolismo da glicose em tecidos

periféricos através do bloqueio IKK-β

Atividade IKK ε é mais elevada em tecido hepático

e adiposo de animais com obesidade

Animais knockouts para IKK ε são protegidos de

obesidade e resistência insulínica se submetidos

a dieta hipercalórica

Arkan MC et al. Nat Med. 11(2): 191-198, 2005

Chiang SH et al. Cell. 138(5): 961-975, 2009

Bloqueio de IKKε no hipotálamo de ratos obesos:

- Aumento do gasto energético

- Diminuição da ingestão alimentar

Weissmann L et al. Diabetes. 63: 3334-3345, 2014

Bloqueio de IKKε no hipotálamo de ratos obesos:

- Diminui a fosforilação em serina do IRS1

- Aumenta atividade IRS1-AKT

- Reduz a produção hepática de glicose

Weissmann L et al. Diabetes. 63: 3334-3345, 2014

Inibição de IKKε no hipotálamo

melhora metabolismo energético

e glicídico

Introdução

Receptor de insulina

Vias da sinalização e substratos

- Via PI3K

- Via MAPK

Macrófagos e RI

Mitocôndria-RE-RI

Conclusão

MAPK

Olivares RJA. REB 27(1): 9-18, 2008

STRESS

CELULAR

Metabolismo da glicose

- Músculo: transcrição do GLUT4

- Fígado: bloqueia gliconeogênese

AMPK

Metabolismo lipídico

- Músculo e fígado: inibe a síntese

e induz a oxidação de AG

Citrato

Acetil Co-A

ACL

Malonil

Co- A

ACC

Ácido

graxo

FAS

MCD AMPK

Sirtuínas: proteínas reguladas pelo estado de oxirredução da célula (relação NAD-NADH)

SIRT1 ativa AMPK e vice-versa => ciclo AMPK-SIRT1 => conecta estado energético e oxirredutivo celular

Ruderman NB et al. The Journal of Clinical Inv. 2013

Ativadores de AMPK e SIRT1 diminuem aterosclerose e previnem diabetes em animais

Expressão da SIRT2 aumenta RI no músculo

Inibição da SIRT2 melhora sensibilidade

insulínica no músculo

Novo papel da SIRT2 na regulação da RI

Arora et al. Bio and Biop Acta. 1842: 1372–1378, 2014

25% dos pacientes com IMC > 40 são sensíveis à

insulina

Os obesos com RI tem atividade AMPK

diminuída em 30-50% no tecido adiposo

AMPK

Xu JX. Curr Opin Lipidol. 24(1): 49–56, 2013

Há diminuição da atividade AMPK no tecido

adiposo de pacientes com Cushing expostos a

altas doses de CT

Pode explicar o depósito de gordura visceral e

observada em pacientes com Cushing iatrogênico

ou endógeno

Kola B et al. J Clin Endocrinol Metab. 93:4969–4973, 2008

Metformina ativa AMPK no fígado e no

músculo/tecido adiposo

Ruderman NB et al. The Journal of Clinical Inv. 123: 2764-2772, 2013

Pernicova I et al. Nat. Rev. Endocrinol. 10: 143–156, 2014

Em ratos o exercício aumenta atividade da AMPK

no tecido adiposo, endotélio, fígado e músculo

Cacicedo JM et al. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 301(4): 1255-1265, 2011

Em humanos a pioglitazona ativa AMPK no músculo

Demonstrou-se em humanos que a exenatida aumenta atividade da AMPK

Resveratrol ativa AMPK mas isso é dependente da SIRT1 (ratos knockout de SIRT não tiveram aumento de atividade AMPK com resveratrol)

Salicilato ativa a AMPK

Coletta DK, DeFronzo A. Diabetologia. 52:723–732, 2009

Svegliati-Baroni G. Liver Int. 31(9): 1285–1297, 2011

Ruderman NB et al. The Journal of Clinical Inv. 123: 2764-2772, 2013

Hawley AS et al. Science. 336:918-922, 2012

A atividade AMPK está muito diminuída em

ratos livres de germes ou tratados com

antibiótico

A modulação da microbiota intestinal foi capaz

de melhorar a sinalização de insulina em ratos

Carvalho BM et al. Diabetologia. 55:2823–2834, 2012

Introdução

Receptor de insulina

Vias da sinalização e substratos

- Via PI3K

- Via MAPK

Macrófagos e RI

Mitocôndria-RE-RI

Conclusão

Citocinas anti-inflamatórias Citocinas inflamatórias

HIF 1α

HIF 2 α

A atividade HIF2α adequada em macrófagos de

tecido adiposo é crucial para prevenir a

desregulação do tecido adiposo na obesidade

Choe SS et al. Diabetes. 63:3359–3371, 2014

Aumento da atividade AMPK em macrófagos

aumenta SIRT => inibe a sinalização a NFκβ

nessas células

Ratos sem atividade AMPK em seus macrófagos

tiveram aumento da resistência insulínica

hepática e sistêmica

Yang Z, Kahn BB et al. J Biol Chem. 285:19051–19059, 2010

Galic S et al. J Clin Invest. 121:4903–4915, 2011

Introdução

Receptor de insulina

Vias da sinalização e substratos

- Via PI3K

- Via MAPK

Macrófagos e RI

Mitocôndria-RE-RI

Conclusão

Disfunção no complexo

mitocôndria-RE = RI

hepática

de Grp2/MFN2 =

IRS2 = SENSIBILIDADE

HEPÁTICA À INSULINA

Grp2/ MFN2 =

SENSIBILIDADE

HEPÁTICA À INSULINA

Tubbs E et al. Diabetes. 63:3279–3294, 2014

CypD10

Introdução

Receptor de insulina

Vias da sinalização e substratos

- Via PI3K

- Via MAPK

Macrófagos e RI

Mitocôndria-RE-RI

Conclusão

Disfunção PI3K determina resistência insulínica

principalmente em função de lipotoxicidade,

tanto no contexto da obesidade quanto na RI

genética

Inflamação crônica contribui com RI via PI3K e

AMPK

RI hipotalâmica gerando RI periférica é um

possível mecanismo, embora ainda pouco

conhecido

Intervenção em macrófago de tecido adiposo

é uma abordagem atrativa no tratamento da RI

O melhor conhecimento das vias de

regulação do metabolismo da glicose pode

nos trazer alvos terapêuticos novos através

da elucidação dos defeitos intracelulares da

cascata de sinalização de insulina

OBRIGADA

INSULINA

IRS1 - 2

PI3-K

PDK1-2

PKC

AKT

GSK-3

Adaptado de Williams, 2010

INSULINA

IRS1 - 2

PI3-K

PDK1-2

PKC

AKT

GSK-3

Ser

Ser IKK ε

IKK γ

Inflamação Subclínica - AGL

IKKα IKKβ NFκβ

Fang D. et al. Molecular Medicine Reports. 5:233-238, 2012

FOX01 faz proliferação e antiapoptose de célula B

GLP-1 endógeno aumenta a FOX01 através da

ativação da via PI3K-AKT

Muitos estudos mostram que liraglutide aumenta

massa célula B.

Objetivo foi avaliar a via AKT-FOX01-p27 na ação

proliferativa de liraglutide na célula B

A via Akt-FoxO1-p27 promove a ação

proliferativa do liraglutide na célula B.

Liraglutide inativa p27 via Akt-FoxO1-p27

STRESS

CELULAR

Baixo peso ao nascer se associa a RI

Jencen CB et al. PLoS One. 11:3738, 2008

McMillen IC et al. Physiol. Rev 85: 571–633, 2005

No músculo: PKC é ativada pela via IRS-1/PI3K

a qual esta prejudicada no DM2 = PKC

- Nos hepatócitos: PKC é ativada pela via IRS-

2/PKC a qual está normal = PKC pela

hiperinsulinemia = LIPOGÊNESE + INFLAMAÇÃO

Hiperinsulinemia aumenta a atividade PKC

hepática e atividades de lipogênicas e pró-

inflamatória

PKC hepática é um alvo terapêutico singular.

Inibição seletiva de PKC hepática de roedores

com obesidade e DM2 trouxe melhora rápida e

destas anormalidades

Farese RV et al. Curr Opin Lipidol.23(3): 175–181, 2012

Matsumoto M. Cell Research. 22:1530-1532, 2012

InsP3R /calcineurina estão aumentadas em tecido hepático de ratos obesos e diabéticos

Depleção de InsP3R /calcineurina melhora controle do DM2

InsP3R/calcineurina parecem estar criticamente envolvidos com gliconeogênese no contexto da RI

Alvo terapêutico?

Pernicova I et al. Nat. Rev. Endocrinol. 10: 143–156, 2014

Stöckli J. Cell Met. 9: 213-214, 2009

M. Zhang et al. Bioch and Biophysical Research Com. 435: 345–349, 2013

A atividade PKC ζ/λ está diminuída no músculo

de obesos e diabéticos

Perda de peso normalizou a ativação do PKC ζ/λ

Kim Y.B, Kahn B. et al. Diabetes. 52: 1935-1942, 2003