Sesión del día 27 de Mayo del 2003 - Aspectos moleculares de un sistema sensor de glucosa hipotalámico y sus implicaciones en el control de la ingesta de alimentos
"Aspectos moleculares de un sistema sensor de glucosa hipotalámico y sus implicaciones en el control de la ingesta de alimentos",
por el Excmo. Sr. D. Enrique Blázquez Fernández.
Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular
Universidad Complutense de Madrid
Académico de Número
Real Academia Nacional de Medicina
Sillón nº 25 - Biología Molecular -
RESUMEN
La glucosa es utilizada por las células fundamentalmente como un substrato energético pero también como una molécula de señalización implicada en procesos de gran importancia funcional,tales como los sistemas sensores. La isoforma del tranaportador de glucosa GLUT-2 y especialmente la glucoquinasa (GK) han sido considerados como componentes de un sistema sensor de glucosa,que controla varios procesos claves como la secreción de insulina dependiente de glucosa,la estimulación de la captación de glucosa por el hígado y músculo esquelético.De la misma forma este sistema podría modular la conducta alimenticia ,y la liberación de las hormonas contrareguladoras en respuestas a estados de hipoglucemia. Nuestros resultados indican que los ARN mensajeros y proteínas codificadas por GLUT-2 y GK se coexpresan principalmente en células de hipotálamo de humanos y animales de experimentación, en areas responsables del control de la ingesta de alimentos.También hemos encontrado una actividad fosforilante de la glucosa con una alta Km y con propiedades cinéticas semejantes a las descritas previamente en hígado,que no fue inhibida por glucosa-6-fosfato.La actividad de la GK puede también ser regulada por la presencia de una proteína reguladora de glucoquinasa(GKRP), la cual hemos identificado en cerebro en las mismas áreas que la GK.La coexpresión de GLUT-2,GK y GKRP en áreas implicadas en el control de la ingesta,podrían jugar un papel como sensores de glucosa,en los que GLUT-2 puede tener un papel permisivo y las interacciones de GK con GKRP desempeñar una autética actividad sensora de glucosa.Además el papel de los péptidos anorexígenos a través de sus receptores en este sistema podrían facilitar la transducción de señales requerida para producir un estado de saciedad.
ABSTRACT
Glucose is used mainly as an energy substrate but also as a signalling molecule implied in processes of primary functional concern, such as glucose sensing.Glucose transporter isoform GLUT-2 and especially glucokinase(GK) have been considered as components of a glucose sensor system controlling several key processes such as ,glucose-dependent insulin secretion,and stimulation of glucose uptake by liver and skeletal muscle.In the same way this system might modulate feeding behavior and the release of counteregulatory hormones that defend against hypoglycemia..Our findings indicate that GLUT-2 and GK mRNAs and proteins are coexpressed mainly in the hypothalamus of human and experimental animals,in areas implied in the control of food intake.Also, a high Km glucose phosphorylating activity with kinetic properties similar to that reported previously in liver was observed,with a high apprent Km for glucose that displays no product inhibition by glucose-6-phosphate.GK activity may also be regulated by the presence of glucokinase regulatory protein (GKRP),which we have found in the brain of human and experimental animals,in the same areas than GK..Coexpression of GLUT-2,GK and GKRP in areas implied in feeding behavior might play a role in glucose sensing,in which GLUT-2 has a permissive role and the interactions of GK with GKRP made possible a real sensor activity.Furthermore the effects of anorexigenic peptides through its receptors in this system, should facilitate the transduction of signals required to produce a state of satiety.