Efecto de la subnutrición materna sobre el desarrollo, crecimiento y funcionalidad de las células β pancreáticas en el feto: implicación del sistema de IGFs

Resumen

Los fetos a término procedentes de ratas gestantes sometidas a una restricción proteico-calórica del 65% de la ingesta diaria de alimento (S) presentan un incremento de la masa de células β e hiperinsulinemia. Los procesos metabólicos y moleculares implicados en estas alteraciones no han sido estudiados hasta este momento. Con este fin valoramos los efectos inmediatos de la restricción proteicocalórica sobre los mecanismos que regulan la funcionalidad y el crecimiento de las células β durante el desarrollo fetal. Los resultados indican que: 1) La restricción nutricional en los fetos provoca alteraciones de la secreción de insulina, consecuencia de cambios en los niveles de expresión del gen de insulina y su contenido. La alteración en la expresión del mRNA de insulina parece ser debida a un incremento de p38/SAPK2 y de la oxidación de glucosa, implicados ambos en la activación del factor de transcripción PDX-1. 2) El incremento en la masa de células β encontrado en los fetos S podría relacionarse con una mayor estimulación de la replicación de células β, debido al aumento del IGF-1 pancreático, del número de IGF-1R y de una mayor activación, tanto en situación basal como tras la estimulación con glucosa/IGF-1 de la vía de señales IRS-2/PI3K/Akt.

Palabras clave: Malnutrición.—Islote.—Insulina.—Señalización.—Sustrato del receptor de insulina-2 (IRS-2).

Abstract

We have previously shown that Wistar fetuses from protein-caloric undernourished (U) pregnant rats at 21 days post coitum (dpc) exhibit increased β-cell mass and hyperinsulinemia. The metabolic and molecular processes involved in these alterations are not fully understood. To this end, we examined the immediate effects of a protein-caloric restricted diet on the mechanisms that regulate both the functionality and growth of the β-cells during fetal development. The data show that: 1) Food restriction causes in fetuses alterations in glucosestimulated insulin secretion as a consequence of changes in the levels of insulin gene expression and content. Altered insulin mRNA expression seems to be caused by the increase in p38/SAPK2 protein levels and glucose oxidation, both of them implicated in the activation of the insulin gene transcription factor PDX-1. 2) The increased β-cell mass found in U fetuses could be related to a higher stimulation of β-cell replication, due to locally increased pancreatic IGF-1, the elevated number of IGF-1R and the enhancement in both basal and glucose/IGF-1 activations of the IRS-2/PI3K/Akt pathway.

Keywords: Malnutrition.—Islet.—Insulin.—Signalling.—Insulin receptor substrate-2 (IRS-2).