Análisis amperométrico de la oxidación de insulina y caracterización electrofisiológica de las corrientes de calcio que promueven la liberación de la hormona en células beta pancreáticas

Abstract

El estudio de la liberación de insulina es relevante porque las acciones de esta hormona subyacen al homeostasis de la glucemia. Es la única hormona hipoglucemiante y sus efectos en el metabolismo de los carbohidratos están ampliamente documentados. Asimismo, regula de manera eficiente el metabolismo de lípidos y proteínas en los períodos de ayuno y postprandiales. Después de varias décadas de estudio, aún no se conocen en detalle los mecanismos de liberación de la insulina, los cuales son fundamentales para entender la etiología y patogenia de varias enfermedades relacionadas. Por lo anterior, es crucial conocer el proceso de liberación de insulina en condiciones fisiológicas a fin de elaborar las estrategias preventivas adecuadas para las patologías relacionadas a dicho evento. El propósito de este trabajo de tesis fue implementar una técnica electroquímica para la medición de la oxidación de la insulina, que permita el estudio detallado de la liberación de ésta. Asimismo, fue necesaria la implementación del cultivo primario de células beta pancreáticas de rata, para estudiar la liberación de insulina en célula única. La implementación de la técnica amperométrica fue exitosa, ya que se logró registrar la oxidación de la insulina mediante electrodos modificados. Asimismo, se logró obtener cultivos primarios viables de células beta pancreáticas. En dichos cultivos, se identificó a las células mediante la técnica de fijación de voltaje en microáreas de membrana (Patch-Clamp) y se obtuvieron así algunos parámetros de su caracterización electrofisiológica. La capacitancia de la membrana fue de 6 a 12 pF y la amplitud de las corrientes de calcio registradas fue variable, razón por la que se clasificaron en tres distintos grupos. La amplitud de la corriente de calcio para el grupo 1 es de ~30 pA, el grupo 2 de ~70 pA, mientras que ~140 pA se registraron en el grupo 3. Mediante el uso de herramientas farmacológicas, se determinó que el grupo 2 y 3 expresan una corriente de calcio predominantemente debida a canales de alto umbral (HVA, high voltaje activation channel, por sus siglas en inglés) de tipo L. Estos resultados son consistentes con la viabilidad del registro amperométrico de insulina en células beta pancreáticas y la identificación de tipos celulares que difieren en la naturaleza de sus corrientes.