stringtranslate.com

Función de las células beta pancreáticas

La función de las células beta pancreáticas (sinónimos G β o, si se calcula a partir de concentraciones de insulina y glucosa en ayunas , HOMA-Beta o SPINA-GBeta) es una de las condiciones previas de la euglucemia, es decir, la regulación normal del azúcar en sangre. Se define como la capacidad secretora de insulina, es decir, la cantidad máxima de insulina que pueden producir las células beta en una unidad de tiempo determinada.

Fisiología y fisiopatología.

Las células beta desempeñan un papel primordial en la homeostasis de la glucosa . La pérdida progresiva de la capacidad secretora de insulina es un defecto clave asociado con la transición de un estado glucémico saludable a una hiperglucemia , característica de la diabetes mellitus no tratada . En la diabetes mellitus tipo 1 y la diabetes pancreatogénica, la destrucción de las células beta es un evento primario desde la perspectiva del circuito de retroalimentación . En la diabetes tipo 2, la disfunción de las células beta también es un componente esencial, [1] pero posterior al desarrollo de resistencia a la insulina . [2] [3] También pueden estar implicados otros mecanismos, como la lipotoxicidad , el depósito de amiloide , el estrés oxidativo , la disfunción mitocondrial , el estrés del RE y la inflamación . [4] [3] La pérdida de células beta en la diabetes tipo 2 se debe principalmente a la reducción del número de células beta más que al tamaño. [5] La hiperglucemia se vuelve clínicamente significativa una vez que la secreción excesiva de insulina ya no puede compensar el grado de resistencia a la insulina. [2] [4] [1]

Sigue siendo una cuestión sin resolver si la función alterada de las células beta pancreáticas o la hipersecreción de insulina representan el evento principal en la patogénesis de la diabetes tipo 2. [6] Ambos escenarios pueden ser causa y consecuencia, y se ha postulado que la dirección de la causalidad depende del respectivo subtipo de diabetes. [6] Por lo tanto, pueden ser parte de un circuito de retroalimentación complejo que involucra toxicidad de la glucosa que conduce a una respuesta bifásica, evitando así los efectos neoplásicos de la compensación dinámica por la toma de control mutante. [7]

Evaluación de la función de las células beta.

Medir la función de las células beta es un desafío, ya que la capacidad secretora de insulina no puede evaluarse fácilmente. Por lo tanto, se han desarrollado métodos indirectos de medición. Incluyen pruebas de funcionamiento dinámicas y estáticas. [8] [9]

Mediciones de un solo punto

Las mediciones únicas de determinadas hormonas o metabolitos proporcionan información limitada. Ejemplos son:

Aunque las mediciones de un solo punto tienen la ventaja de ser convenientes y económicas, generalmente no se consideran suficientemente informativas para el diagnóstico temprano de la alteración de la homeostasis de la glucosa o de la diabetes tipo 1 en etapa temprana. [10]

Pruebas de función dinámica

Las pruebas de función dinámica para la función de las células beta incluyen: [11] [12] [13]

Pruebas de función estática

Las pruebas de función estática para la evaluación de la función de las células beta incluyen: [14] [15]

Desafíos y límites

Para medir la función de las células beta es necesario interpretar la tasa de secreción en relación con la concentración de glucosa predominante. [20] Por lo tanto, se necesita un modelo matemático que vincule los cursos temporales de la secreción de insulina y la concentración de glucosa como una relación causal mecanicista. [21] [10]

Relación hiperbólica entre la sensibilidad a la insulina y la función de las células beta que muestra una compensación dinámica en la resistencia a la insulina "saludable" (transición de A a B) y la evolución de la diabetes mellitus tipo 2 (transición de A a C).
Relación hiperbólica entre la sensibilidad a la insulina y la función de las células beta que muestra una compensación dinámica en la resistencia a la insulina "saludable" (transición de A a B) y la evolución de la diabetes mellitus tipo 2 (transición de A a C). Modificado de Cobelli et al. 2007 y Hannon et al. 2018 [20] [9]

Además, la función de las células beta debe interpretarse a la luz de la sensibilidad a la insulina predominante. [21] [20] Esto es necesario ya que la masa de células beta se ajusta según lo requiere la compensación dinámica, [22] dando lugar a una relación hiperbólica entre la sensibilidad a la insulina y la función de las células beta. [4] [9] [1] [19] En el estado de resistencia a la insulina, las células beta proliferan y su capacidad secretora aumenta posteriormente. [23] Una posibilidad de abordar esta relación es recurrir a una normalización de la función de las células beta basada en una métrica de disposición. [20] Se supone que el índice de disposición , calculado como producto de la sensibilidad a la insulina y la función de las células beta, es una constante durante el desarrollo de la resistencia a la insulina. Generalmente se supone que la tolerancia a la glucosa de un individuo está relacionada con el índice de disposición. En este modelo, diferentes valores de tolerancia a la glucosa están representados por diferentes hipérbolas, de modo que dentro de una hipérbola el producto de la sensibilidad a la insulina y la función de las células beta permanece constante.

En resumen, para proporcionar una explicación mecanicista significativa de la homeostasis insulina-glucosa, la función de las células beta y la sensibilidad a la insulina deben evaluarse simultáneamente y es necesario interpretar todas las observaciones en el contexto de la sensibilidad a la insulina [24] o la resistencia. [2]

Ver también

Referencias

  1. ^ abc Weir, GC; Gaglia, J; Bonner-Weir, S (marzo de 2020). "Una masa inadecuada de células β es esencial para la patogénesis de la diabetes tipo 2". La lanceta. Diabetes y endocrinología . 8 (3): 249–256. doi :10.1016/S2213-8587(20)30022-X. PMC  7098467 . PMID  32006519. S2CID  211004857.
  2. ^ abcCersosimo , E; Solís-Herrera, C; Trautmann, ME; Malloy, J; Triplitt, CL (enero de 2014). "Evaluación de la función de las células β pancreáticas: revisión de métodos y aplicaciones clínicas". Reseñas actuales de diabetes . 10 (1): 2–42. doi :10.2174/1573399810666140214093600. PMC 3982570 . PMID  24524730. 
  3. ^ ab Wysham, C; Shubrook, J (noviembre de 2020). "Insuficiencia de las células beta en la diabetes tipo 2: mecanismos, marcadores e implicaciones clínicas". Medicina de posgrado . 132 (8): 676–686. doi : 10.1080/00325481.2020.1771047 . PMID  32543261. S2CID  219705786.
  4. ^ abc Saisho, Y (15 de febrero de 2015). "Disfunción de las células β: su papel fundamental en la prevención y el tratamiento de la diabetes tipo 2". Revista Mundial de Diabetes . 6 (1): 109–24. doi : 10.4239/wjd.v6.i1.109 . PMC 4317303 . PMID  25685282. S2CID  7631395. 
  5. ^ Sasaki, H; Saisho, Y; Inaishi, J; Watanabe, Y; Tsuchiya, T; Makio, M; Sato, M; Nishikawa, M; Kitago, M; Yamada, T; Itoh, H (agosto de 2021). "La reducción del número de células beta, más que del tamaño, es un factor importante que contribuye a la pérdida de células beta en la diabetes tipo 2". Diabetología . 64 (8): 1816–1821. doi :10.1007/s00125-021-05467-7. PMC 8245378 . PMID  33938968. S2CID  233479427. 
  6. ^ ab Esser, N; Utzschneider, KM; Kahn, SE (octubre de 2020). "Disfunción temprana de las células beta versus hipersecreción de insulina como evento principal en la patogénesis de la disglucemia". Diabetología . 63 (10): 2007-2021. doi :10.1007/s00125-020-05245-x. PMID  32894311.
  7. ^ Karin, O; Alon, U (26 de junio de 2017). "Respuesta bifásica como mecanismo contra la adquisición de mutantes en circuitos de homeostasis tisular". Biología de sistemas moleculares . 13 (6): 933. doi : 10.15252/msb.20177599. PMC 5488663 . PMID  28652282. 
  8. ^ Choi, CS; Kim, MI; Han, K; Lee, MS (marzo de 2012). "Evaluación de la función de las células β en pacientes humanos". Islotes . 4 (2): 79–83. doi : 10.4161/isla.19270 . PMID  22627463. S2CID  29265470.
  9. ^ abc Hannon, TS; Kahn, SE; Utzschneider, KM; Buchanan, TA; Nadeau, KJ; Zeitler, PS; Ehrmann, DA; Arslanian, SA; Caprio, S; Edelstein, SL; Salvaje, PJ; Mather, KJ; RISE, Consorcio (enero 2018). "Revisión de métodos para medir la función de las células β: consideraciones de diseño del Consorcio de Restauración de la Secreción de Insulina (RISE)". Diabetes, obesidad y metabolismo . 20 (1): 14–24. doi :10.1111/dom.13005. hdl : 1805/13697 . PMC 6095472 . PMID  28493515. S2CID  30114663. 
  10. ^ ab Galderisi, A; Carr, ALJ; Martín, M; Taylor, P; Mayor, P; Dayan, C (15 de septiembre de 2023). "Cuantificación de la función de las células beta en las etapas preclínicas de la diabetes tipo 1". Diabetología . 66 (12): 2189–2199. doi : 10.1007/s00125-023-06011-5 . PMC 10627950 . PMID  37712956. 
  11. ^ Bacha, F; Gungor, N; Arslanian, SA (mayo de 2008). "Medidas de la función de las células beta durante la prueba de tolerancia oral a la glucosa, la prueba de comidas mixtas líquidas y la prueba de pinza hiperglucémica". La Revista de Pediatría . 152 (5): 618–21. doi :10.1016/j.jpeds.2007.11.044. PMC 2396878 . PMID  18410762. 
  12. ^ Bálti, EV; Vandemeulebroucke, E; Weets, yo; Van De Velde, U; Van Dalem, A; Demeester, S; Verhaeghen, K; Gillard, P; De bloque, C; Ruige, J; Keymeulen, B; Pipeleers, Director General; Decochez, K; Gorus, FK; Diabetes belga, Registro (febrero de 2015). "Prueba de pinza hiperglucémica y tolerancia oral a la glucosa para la predicción a 3 años del inicio clínico en descendientes y hermanos con autoanticuerpos persistentemente positivos de pacientes diabéticos tipo 1". La Revista de Endocrinología Clínica y Metabolismo . 100 (2): 551–60. doi :10.1210/jc.2014-2035. hdl : 10067/1233730151162165141 . PMID  25405499.
  13. ^ Hannon, TS; Kahn, SE; Utzschneider, KM; Buchanan, TA; Nadeau, KJ; Zeitler, PS; Ehrmann, DA; Arslanian, SA; Caprio, S; Edelstein, SL; Salvaje, PJ; Mather, KJ; RISE, Consorcio (enero 2018). "Revisión de métodos para medir la función de las células β: consideraciones de diseño del Consorcio de Restauración de la Secreción de Insulina (RISE)". Diabetes, obesidad y metabolismo . 20 (1): 14–24. doi :10.1111/dom.13005. hdl : 1805/13697 . PMC 6095472 . PMID  28493515. 
  14. ^ Albareda, M; Rodríguez-Espinosa, J; Murugo, M; de Leiva, A; Corcoy, R (diciembre de 2000). "Evaluación de la sensibilidad a la insulina y la función de las células beta a partir de mediciones en ayunas y durante una prueba de tolerancia oral a la glucosa". Diabetología . 43 (12): 1507–11. doi :10.1007/s001250051561. PMID  11151759.
  15. ^ Dietrich, JW; Arriba, A; Dasgupta, R; Anoop, S; Jebasingh, FK; Spurgeon, R; Tomás, N; Boehm, BO (2 de enero de 2024). "Un nuevo índice de disposición simple (SPINA-DI) a partir de la concentración de glucosa e insulina en ayunas como una medida sólida de la homeostasis de los carbohidratos". Revista de Diabetes . doi : 10.1111/1753-0407.13525 . PMID  38169110.
  16. ^ Li, X; Zhang, F; Chen, H; Yu, H; Zhou, J; Li, M; Li, Q; Li, L; Yin, J; Liu, F; Bao, Y; Han, J; Jia, W (30 de enero de 2017). "Diagnóstico de insulinoma utilizando las proporciones de concentraciones séricas de insulina y péptido C a glucosa durante una prueba de tolerancia oral a la glucosa de 5 horas". Revista endocrina . 64 (1): 49–57. doi : 10.1507/endocrj.EJ16-0292 . PMID  27725372.
  17. ^ Nauck, MA; Meier, JJ (4 de diciembre de 2012). "Precisión diagnóstica de una relación insulina-glucosa" modificada "para el diagnóstico bioquímico de insulinomas". Anales de Medicina Interna . 157 (11): 767–75. doi :10.7326/0003-4819-157-11-201212040-00004. PMID  23208166. S2CID  27336701.
  18. ^ Matthews, DR; Hosker, JP; Rudenski, AS; Naylor, Licenciatura en Letras; Treacher, DF; Turner, RC (julio de 1985). "Evaluación del modelo de homeostasis: resistencia a la insulina y función de las células beta a partir de concentraciones de insulina y glucosa plasmática en ayunas en el hombre". Diabetología . 28 (7): 412–9. doi : 10.1007/BF00280883 . PMID  3899825. S2CID  24872571.
  19. ^ ab Dietrich, JW; Dasgupta, R; Anoop, S; Jebasingh, F; Kurian, YO; Inbakumari, M; Böhm, BO; Thomas, N (21 de octubre de 2022). "SPINA Carb: un modelo matemático simple que respalda una estimación rápida in vivo de la sensibilidad a la insulina y la función de las células beta". Informes científicos . 12 (1): 17659. Código bibliográfico : 2022NatSR..1217659D. doi :10.1038/s41598-022-22531-3. PMC 9587026 . PMID  36271244. S2CID  253041870. 
  20. ^ abcd Cobelli, C; Toffolo, gerente general; Dalla Man, C; Campioni, M; Denti, P; Caumo, A; Mayordomo, P; Rizza, R (julio de 2007). "Evaluación de la función de las células beta en humanos, simultáneamente con la sensibilidad a la insulina y la extracción hepática, a partir de pruebas de glucosa intravenosa y oral". Revista americana de fisiología. Endocrinología y Metabolismo . 293 (1): E1-E15. doi :10.1152/ajpendo.00421.2006. PMID  17341552.
  21. ^ ab Ferrannini, E; Mari, A (mayo de 2004). "La función de las células beta y su relación con la acción de la insulina en humanos: una evaluación crítica". Diabetología . 47 (5): 943–56. doi : 10.1007/s00125-004-1381-z . PMID  15105990. S2CID  23061377.
  22. ^ Karin, O; Swisa, A; Glaser, B; Dor, Y; Alon, U (8 de noviembre de 2016). "Compensación dinámica en circuitos fisiológicos". Biología de sistemas moleculares . 12 (11): 886. doi : 10.15252/msb.20167216. PMC 5147051 . PMID  27875241. S2CID  2643944. 
  23. ^ Bergman, RN (1 de febrero de 2024). "Función de las células β pancreáticas versus resistencia a la insulina: aplicación de la ley hiperbólica de la tolerancia a la glucosa". La Revista de Investigación Clínica . 134 (3). doi :10.1172/JCI176738. PMC 10836807 . PMID  38299589. 
  24. ^ Ahrén, B; Pacini, G (febrero de 2004). "Importancia de cuantificar la secreción de insulina en relación con la sensibilidad a la insulina para evaluar con precisión la función de las células beta en estudios clínicos". Revista europea de endocrinología . 150 (2): 97-104. doi : 10.1530/eje.0.1500097 . PMID  14763905.