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Rosiglitazona mejora la insulina Downstream receptor de señalización en pacientes diabéticos tipo 2 Yoshinori Miyazaki. Helen Él. Lawrence J. Mandarino y Ralph A. DeFronzo De la Universidad de Texas Health Center Ciencia y el Instituto de Diabetes de Texas, San Antonio, Texas Dirección para la correspondencia y solicitudes de reimpresión a Ralph A. DeFronzo, Universidad de Texas Health Science Center, División de Diabetes, Rm. 3.380S, 7703 Floyd Curl Dr. San Antonio, TX 78.229 hasta 3900. E-mail: albarado@uthscsa. edu Abstracto Las tiazolidinedionas (TZD) mejorar el control glucémico y la sensibilidad a la insulina en pacientes con diabetes tipo 2. Para determinar si la mejora TZD inducida en el control glucémico se asocia con el receptor de insulina mejorada de señalización en el músculo esquelético, 20 pacientes diabéticos tipo 2 recibieron una prueba de 75-g glucosa oral de tolerancia (OGTT) y la insulina euglycemic (80 mU · m -2 · min-1) con la abrazadera [3- 3 H] glucosa / calorimetría indirecta / vasto lateral biopsias musculares antes y después de 16 semanas de tratamiento con rosiglitazona. Seis sujetos no diabéticos de la misma edad sirvieron como sujetos de control. RSG mejorado de la glucosa plasmática en ayunas (185 ± 8-139 ± 5 mg / dl), la media de glucosa en plasma durante el OGTT (290 ± 9-225 ± 6 mg / dl), HbA 1c (8,5 ± 0,3 a 7,1 ± 0,3%), eliminación mediada por la insulina-glucosa corporal total (TGD) (6,9 ± 0,7 9,2 ± 0,8 a la mg · kg -1 masa libre de grasa · min-1) (todos p 0,01). Sin embargo, no se observó ninguna asociación significativa entre las concentraciones de FFA en plasma durante la abrazadera de la insulina y el incremento en cualquiera de IRS-1 fosforilación de la tirosina o la asociación de p85 con el IRS-1. En conclusión, en pacientes diabéticos tipo 2, el tratamiento con rosiglitazona mejora la señalización del receptor de la insulina en el músculo y aguas abajo disminuye la concentración de AGL plasmáticos al tiempo que mejora el control glucémico. resistencia a la insulina en el músculo esquelético, el tejido responsable de un 70-80% de la utilización de glucosa estimulada por la insulina durante los estudios de fijación euglycemic-hiperinsulinemia, es un rasgo característico de las personas con diabetes tipo 2 (1 -3). Un número de defectos intracelulares en acción de la insulina en el músculo se han descrito, incluyendo alteración de la transducción de señales del receptor de insulina (4, 5), disminución de transporte de glucosa (6) y la fosforilación de la glucosa (7), y la disminución de la actividad de la glucógeno sintasa (8). Las tiazolidindionas (TZDs) representan una nueva clase de agentes sensibilizantes a la insulina que han demostrado ser eficaces en el tratamiento de pacientes con diabetes tipo 2 (9, 10). TZDs inician su acción mediante la unión a un receptor nuclear específico denominado el receptor de peroxisoma activado por proliferador (PPAR) - γ (11, 12). La afinidad de unión de TZD a PPAR-γ se asemeja mucho a su potencia antidiabético in vivo (13). receptores PPAR-gamma se encuentran principalmente en los adipocitos (14), y su concentración en el músculo, el tejido responsable de la mayoría de la eliminación de glucosa mediada por la insulina (1 -3), es baja (14). De acuerdo con su distribución en los tejidos, la activación de PPAR-γ provoca preadipocitos a diferenciarse en células adiposas maduras e induce enzimas clave implicados en la lipogénesis (11, 15, 16). Numerosos estudios clínicos han demostrado que el tratamiento con TZD provoca una reducción del 20-30% en el ácido graso libre en plasma en ayunas (FFA) de concentración, que es paralela a una reducción del 20-30% en la glucosa en plasma en ayunas (FPG) concentración y HbA 1c en pacientes diabéticos tipo 2 (17 -21). Está bien establecido que los niveles de FFA en plasma elevada inducen resistencia a la insulina en el músculo (22 -24) por una variedad de mecanismos, incluyendo la transducción de señal de la insulina deteriorada (25, 26), la fosforilación de la glucosa y de transporte (25, 27), y glucógeno sintasa (28 ). Estas observaciones sugieren que la mejora mediada por TZD en el metabolismo de ácidos grasos libres y la reducción de los niveles plasmáticos de FFA puede, en parte, contribuir a sus efectos beneficiosos en la eliminación de glucosa estimulada por insulina en el músculo esquelético. Sólo un estudio recientemente publicado (29) ha examinado el efecto de cualquier TZD en el sistema de transducción de señal de la insulina en los seres humanos. Estos autores demostraron que el tratamiento con troglitazona para ~ 4 meses mejoró la eliminación total de la glucosa y la insulina estimula la fosfatidilinositol (PI) 3-quinasa y la actividad de Akt en el músculo. Sin embargo, la velocidad de infusión de insulina durante el euglycemic clamp-hiperinsulinemia estaba en el rango alto farmacológica (300 mU · m-2 · min -1) y las concentraciones de insulina en plasma producidos que eran muy no fisiológica. En el presente estudio, hemos evaluado el efecto del tratamiento con rosiglitazona en diabéticos tipo 2 sobre la tolerancia a la glucosa, la secreción de insulina, lípidos en plasma y los niveles de FFA, periférica (músculo) la sensibilidad a la insulina, y el sistema de transducción de señales de insulina en el músculo usando insulina euglycemic pinza en combinación con un vasto lateral biopsia de músculo esquelético. La velocidad de infusión de insulina (80 mU · m-2 · min -1) fue elegido para producir concentraciones de insulina en plasma en el alto rango fisiológico. DISEÑO Y MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN Asignaturas. Un total de 20 pacientes diabéticos tipo 2 (11 hombres y 9 mujeres, edad 54 ± 3 años, el índice de masa corporal de 30,5 ± 1,1 kg / m 2. 6 caucásicos y 14 de origen mexicano, duración de la diabetes 6 ± 1 años, la HbA 1c 8,5 ± 0,3%, glucosa plasmática en ayunas de 185 ± 8 mg / dl) (Tabla 1) fueron reclutados de la consulta externa del Instituto de Diabetes de Texas. Once sujetos habían estado tomando una dosis estable de las sulfonilureas durante al menos 3 meses antes del estudio y se mantuvieron en la misma dosis de sulfonilurea durante todo el período de estudio. Nueve sujetos fueron tratados con una dieta. Los pacientes que habían sido tratados previamente con insulina, metformina o TZD fueron excluidos. Los criterios de ingreso incluyeron la edad de 30 a 70 años, índice de masa corporal de 38 kg / m 2 y una concentración de glucosa plasmática en ayunas entre 140 y 260 mg / dl. Todos los sujetos se encontraban en buen estado de salud, sin evidencia de cardiaca, hepática, renal u otras enfermedades crónicas, según lo determinado por la historia clínica, el examen físico y la química sanguínea de rutina. Los sujetos no estaban consumiendo los medicamentos que se sabe afectan el metabolismo de la glucosa, y ninguno estaban realizando cualquier actividad física regular. En todos los sujetos, el peso corporal fue estable durante al menos 3 meses antes del estudio. Seis individuos sanos (Tabla 1) sirvieron como sujetos de control. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado voluntario firmado antes de su participación. El protocolo fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Texas Health Science Center en San Antonio. Diseño del estudio. Cuatro semanas antes del estudio, todos los sujetos se reunieron con un dietista y fueron instruidos para consumir una dieta para mantener el peso que contiene un 50% de carbohidratos, 30% de grasa y 20% de proteínas. Durante este período, FPG se midió a intervalos semanales y variada por 5% en cada sujeto. La presión arterial se midió en cada visita, y la HbA 1c y lípidos en plasma en ayunas se midieron dos veces durante este período. Durante la semana antes del inicio del tratamiento con rosiglitazona, todos los sujetos 1) recibieron un 75-g de glucosa prueba de tolerancia oral (OGTT), 2) se midieron para la masa grasa y la masa libre de grasa (FFM) usando un bolo intravenoso de 3 H 2 O, y 3) recibió una abrazadera de insulina euglycemic en combinación con glucosa [3- 3 H] y calorimetría indirecta para examinar muscular) sensibilidad periférica (tejido a la insulina. La inyección en bolo de 3 H 2 O se llevó a cabo en el mismo día como el OGTT. Todos los estudios se llevaron a cabo en el estado postabsorptive a 08 a. m. después de un 10 a 12 horas de ayuno. sujetos tratados sulfonilurea no toman su sulfonilurea en el día del estudio. Después de la terminación de estos estudios, los sujetos comenzaron con rosiglitazona (8 mg / día) durante 16 semanas. Durante el período de tratamiento con rosiglitazona, los sujetos volvieron al Centro de Investigación Clínica del Instituto de Diabetes de Texas en 08 a. m. cada 2 semanas para la medición de glucosa plasmática en ayunas y el peso corporal y para comprobar el cumplimiento del régimen de tratamiento. lípidos en plasma en ayunas (colesterol total, triglicéridos, colesterol HDL y colesterol LDL) y HbA1c se midieron mensualmente. Durante la última semana del período de tratamiento, el SOG, abrazadera de la insulina euglycemic, y las mediciones de grasa corporal se repitieron. SOG. muestras de sangre de referencia para la determinación de glucosa en plasma, FFA, insulina, y las concentraciones de péptido C se extrajeron a -30, -15, y 0 min. En el tiempo 0, los sujetos ingirieron 75 g de glucosa en 300 ml de agua con sabor a naranja, y la glucosa en plasma, se midieron las concentraciones de FFA, insulina y péptido C en intervalos de 15 min durante 2 h. En el tiempo 0, se le dio un bolo de 100 Ci de 3 H 2 O y se determinó la radiactividad de agua tritiada plasma a los 90, 105, y 120 min para el cálculo de la misión y la masa de grasa como se describió previamente (30). abrazadera de la insulina con la biopsia de músculo esquelético. Los sujetos volvieron al Centro de Investigación Clínica del Instituto de Diabetes de Texas en 08 a. m. 3-7 días después de la PTOG de la abrazadera Hiperinsulinémico euglycemic con vasto lateral biopsias musculares. Se colocó un catéter en una vena antecubital para la infusión de todas las sustancias de ensayo. Un segundo catéter se coloca en una vena retrogradely mano, y la mano se coloca en una caja calentada (60 ° C) para el muestreo de sangre arterializada. A (/ 100 25 Ci × FPG) - Continua (0,25 Ci / min) de infusión cebado de la glucosa [3- 3 H] se inició 180 min antes del inicio de la infusión de insulina en los sujetos diabéticos (a -120 min en los sujetos de control) para permitir el equilibrio isotópico. En el tiempo -60 min, se obtuvo una biopsia muscular percutánea con una cánula Bergstrom desde el músculo vasto lateral bajo anestesia local (31). las muestras de biopsia muscular fueron borrados inmediatamente libre de sangre, se congelaron en nitrógeno líquido, y se almacenaron en nitrógeno líquido hasta su procesamiento. Línea de base arterializado muestras de sangre venosa para la determinación de plasma [3- 3H] radiactividad de la glucosa y la glucosa plasmática, FFA, y las concentraciones de insulina fueron atraídos a -30, -20, -10, -5 y 0 min. En el tiempo 0 (11:00 am), una infusión prime-continua de insulina regular humana; se inició (Novolin Novo Nordisk Pharmaceuticals, Princeton, NJ) a una velocidad de 80 mU min -1 m -2 área de superficie corporal y continuó durante 4 h para permitir que la insulina para ejercer más plenamente su efecto estimulante sobre la eliminación de glucosa de tejidos. Una segunda biopsia muscular percutánea se obtuvo de una página web sobre 4 cm distal al primer sitio 30 min después del inicio de la infusión de insulina (es decir, 90 min después de la biopsia inicial). En estudios preliminares, se ha demostrado que la estimulación de la insulina de sustrato del receptor de insulina y la insulina receptor (IRS) -1 fosforilación de la tirosina es máxima en 30 min (4). Después del inicio de la infusión de insulina, se dejó que la concentración de glucosa plasmática en sujetos diabéticos a caer hasta llegar a 100 mg / dl, el nivel en que se mantuvo ajustando apropiadamente una infusión variable del 20% de dextrosa. En los sujetos de control, la concentración de glucosa en plasma se sujetó a nivel basal de cada sujeto. La infusión de insulina se continuó durante 240 min para obtener una medida de la eliminación de glucosa mediada por la insulina durante el último 30 min de la abrazadera de la insulina (210- a 240 min-período de tiempo). calorimetría indirecta continua se realizó con un sistema de campana ventilada (Deltatrac II; SensorMedics, Yorba Linda, CA) en los últimos 40 minutos del período basal y durante los últimos 30 minutos de infusión de insulina. A lo largo de la abrazadera de la insulina, las muestras de sangre para la determinación de la concentración de glucosa en plasma se extrajeron cada 5 min. Las muestras de sangre para la determinación de insulina en plasma y la radiactividad de la glucosa [3- 3 H] se recogieron cada 10 a 15 min, y las muestras de sangre para la determinación de la concentración de FFA en plasma se determinaron cada 60 min. Ensayos. concentración de glucosa en plasma se midió en la cabecera usando el método de la glucosa oxidasa (analizador de glucosa 2; Beckman Instruments, Fullerton, CA). La insulina en plasma (Diagnostic Products, Los Ángeles, CA) y péptido C (Diagnostic Systems Laboratories, Webster, TX) las concentraciones se midieron mediante radioinmunoensayo. HbA1c se midió mediante cromatografía de afinidad (Metodología Bioquímica, Drower 4350; Isolab, Akron, OH). La concentración plasmática de FFA se midió mediante un método colorimétrico enzimático (Wako Chemicals, Neuss, Alemania). El colesterol plasmático total, colesterol HDL y triglicéridos se midieron enzimáticamente (Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN) en un autoanalizador Hitachi 704. colesterol LDL se calculó a partir de la ecuación de Friedewald. Se determinó la actividad específica de la glucosa tritiada en muestras de plasma desproteinizados. receptores de insulina y del IRS-1 fosforilación de la tirosina y la cantidad de p85 asociada a IRS-1 se analizaron utilizando inmunoprecipitación y análisis de inmunoblot, como se describe anteriormente (4). La asociación de la actividad PI 3-quinasa con IRS-1 se ensayó determinando la capacidad de-IRS-1 anti-inmunoprecipitados para incorporar [32 P] ATP en PI (4). Cálculos. En condiciones de postabsorción de estado estacionario, la tasa de aparición de glucosa endógena (R a) se calcula como la [3- 3 H] tasa de infusión de glucosa (dpm / min) dividido por el plasma en estado estacionario [3- 3 H] glucosa específica actividad (dpm / mg). Durante la abrazadera de la insulina, las condiciones no estacionario prevalecieron, y Ra se calculó a partir de la ecuación de Steele (32). la producción de glucosa endógena (EGP) se calculó como la R a menos la tasa de infusión de glucosa exógena. la eliminación de glucosa de todo el cuerpo (TGD) es igual a la suma de EGP residual más la tasa de infusión de glucosa exógena. Total-cuerpo glucosa tasa de aclaramiento metabólico (MCR) es igual a la tasa de TGD dividida por la concentración de glucosa en plasma en estado estacionario, donde TGD se expresa como miligramos por kilogramo por minuto FFM y de glucosa en plasma se expresa como miligramos por mililitro. Las tasas de oxidación de la glucosa y de los lípidos se calcularon a partir de datos de consumo de oxígeno y dióxido de carbono de producción obtenidos a partir de las fórmulas de calorimetría usando indirectos descritos previamente (33). la eliminación de glucosa no oxidativa, un índice de la formación de glucógeno, se calculó restando la tasa de oxidación de glucosa a partir de la tasa de TGD. agua de todo el cuerpo se calcula a partir de la media de las mediciones de radiactividad plasma 3- 3 H-agua en 90, 105, y 120 min después del bolo intravenosa de 3 H 2 O. Plasma agua tritiada actividad específica se calculó suponiendo que el volumen de plasma representa 93% del volumen total. FFM se calcula dividiendo el agua corporal total por 0,73 (34). El área bajo la glucosa, insulina, péptido C, y las curvas de FFA durante el OGTT se determinaron utilizando la regla trapezoidal. La glucosa plasmática media, insulina, péptido C, y concentraciones de FFA durante el OGTT se calcula dividiendo el área bajo la curva por la duración de la OGTT (120 min). El índice insulinogénico se calculó como el incremento en la concentración de insulina en plasma dividido por el incremento en la concentración de glucosa en plasma durante el de 0 a 30 y los períodos de tiempo de 0 a 120 min durante el OGTT (20). Análisis estadístico. Las estadísticas se realizaron con Statview para Windows, versión 5.0 (SAS Institute, Cary, NC). Comparación de los valores antes y después de la infusión de insulina se realizaron mediante la prueba t de Student para datos apareados. Debido a que la rosiglitazona aumentaba la eliminación de glucosa estimulada por la insulina y el IRS-1 fosforilación de la tirosina de manera similar en los grupos con la dieta y sulfonilurea tratados, los 20 sujetos diabéticos fueron analizados colectivamente. La comparación de variables durante la PTOG y durante la abrazadera de la insulina entre antes y después del tratamiento con rosiglitazona se hizo utilizando ANOVA de medidas repetidas con / Dunn prueba post hoc de Bonferroni. La comparación de variables entre el control y los sujetos diabéticos se realizaron mediante ANOVA. Se utilizó un análisis de regresión lineal para examinar la relación entre las variables medidas. Todos los datos se presentan como medias ± SE. Un valor de p de 0,05 fue considerado estadísticamente significativo. RESULTADOS control y lípidos niveles de glucemia. Después de 16 semanas de tratamiento con rosiglitazona, el peso corporal, índice de masa corporal, masa grasa y el aumento, mientras que el plasma HbA 1c y glucosa plasmática en ayunas, insulina y concentraciones de FFA disminuido significativamente. El tratamiento con rosiglitazona se asoció con aumentos significativos tanto en la HDL en plasma en ayunas y las concentraciones de colesterol LDL. Después de tratamiento con rosiglitazona, la glucosa plasmática media (P 0,01) que la disminución en la concentración de glucosa plasmática en ayunas (46 ± 9), lo que indica que la rosiglitazona tenido un efecto específico para reducir la hiperglucemia postprandial. Aunque no hubo diferencia en la excursión de insulina en plasma durante la OGTT realiza antes y después de tratamiento con rosiglitazona, el índice insulinógeno (0-120 min) aumentó significativamente (P = 0,04) después de tratamiento con rosiglitazona (Tabla 1 y Fig. 1). abrazadera de la insulina euglycemic con biopsia muscular La glucosa plasmática, insulina y concentraciones de FFA. Durante los estudios de clamp de insulina euglycemic realizadas antes y después de la rosiglitazona, las concentraciones de glucosa en plasma en estado estacionario medias fueron 99 ± 1 y 99 ± 1 mg / dl, con coeficientes de variación de 3,1 ± 0,5 y 3,0 ± 0,4%, respectivamente. En todos los sujetos diabéticos, se alcanzó el objetivo glucémico deseado (100 mg / dl) en un plazo de 90 minutos después del inicio de la infusión de insulina. Las concentraciones de insulina en plasma en estado estacionario durante la abrazadera euglycemic fueron similares antes y después del tratamiento con rosiglitazona (123 ± 9 vs 114 ± 9 mU / ml, respectivamente). En todos los puntos de tiempo durante la abrazadera de la insulina euglucémica, la supresión de la concentración de FFA en plasma fue significativamente mayor durante el estudio realizado después de tratamiento con rosiglitazona (Fig. 2). En los sujetos de control, la glucosa plasmática en estado estacionario y las concentraciones de insulina durante la abrazadera de la insulina fueron de 99 ± 1 mg / dl y 103 ± 5 mU / ml, respectivamente. La supresión de los ácidos grasos libres en plasma durante la abrazadera de la insulina en los sujetos control fue mayor que en los sujetos diabéticos antes de rosiglitazona en todos los puntos. EGP. Después de 16 semanas de tratamiento con rosiglitazona la tasa basal de EGP disminuyó significativamente de 3,5 ± 0,2 a 3,0 ± 0,1 mg · kg FFM -1 · min -1 (P 0,05 vs. pre-rosiglitazona). En los sujetos de control, el EGP basal fue de 2,8 ± 0,2 mg · kg -1 FFM · min-1 y se redujo a 0,2 ± 0,1 mg · kg -1 FFM · min-1 durante la abrazadera de la insulina (Fig. 3). TGD durante la abrazadera de la insulina. Tras el tratamiento con rosiglitazona, tanto el TGD (6,9 ± 0,7 9,2 ± 0,8 a la mg · kg -1 FFM · min-1. P 0,001). La tasa de oxidación de la glucosa no cambió significativamente (3,3 ± 0,2 3,6 ± 0,2 a la mg · kg -1 FFM · min-1. NS). En los pacientes diabéticos tratados con rosiglitazona, NOGD seguía siendo menor que en los sujetos control (7,6 ± 0,9 mg · kg -1 · min FFM -1). El aumento de la insulina mediada por TGD después del tratamiento con rosiglitazona fue fuertemente correlacionada con la disminución de la glucosa postprandial excursión (ΔTGD vs glucosa plasmática Δmean durante el SOG, r = -0,74, p = 0,0002). la señalización del receptor de insulina. Basal y los valores de insulina estimulada por el receptor de la insulina y del IRS-1 fosforilación de la tirosina por la cantidad de p85 asociada a IRS-1 y para PI asociado-IRS-1 actividad 3-quinasa se muestran en las Figs. 4 y 5. Todos los valores se expresan como el porcentaje del valor estimulada por la insulina media en los sujetos control. En condiciones postabsorptive, receptor de insulina fosforilación de la tirosina tendió a ser mayor en los diabéticos que en los sujetos de control, en consonancia con las observaciones anteriores de nuestro laboratorio (4). Durante la abrazadera de la insulina realizado antes de la rosiglitazona, hiperinsulinemia no aumentó significativamente la fosforilación de tirosina del receptor de insulina, pero IRS-1 fosforilación de la tirosina y la cantidad de p85 y PI actividad 3-quinasa asociada a IRS-1 aumentó ligeramente (P 0.05) asociada a IRS - 1 aumentó significativamente sin mejora en la fosforilación del receptor tirosina de insulina estimulada por la insulina. Después de la rosiglitazona, la respuesta gradual en el IRS-1 fosforilación de la tirosina estimulada por la insulina y la actividad PI-3-quinasa asociada con el IRS-1 fue similar a las respuestas en los sujetos de control. Relación entre TGD y el IRS-1 fosforilación de la tirosina y las concentraciones plasmáticas de AGL. TGD y NOGD durante la abrazadera de la insulina se correlacionó positivamente con el incremento estimulada por la insulina en el IRS-1 fosforilación de la tirosina (r = 0,52, P = 0,0006 y r = 0,49, P = 0,001, respectivamente) e inversamente con la concentración de FFA en plasma (r = -0,50, P = 0,0006 y r = -0,48, P = 0,001, respectivamente) en el control y los sujetos diabéticos antes y después de tratamiento con rosiglitazona (Fig. 6). TGD y NOGD también se correlacionó con el incremento de insulina estimulada por la asociación de p85 con el IRS-1 (r = 0,38; p = 0,01 yr ​​= 0,41, p = 0,006, respectivamente). Ni la concentración de ácidos grasos libres en plasma en ayunas ni la concentración de ácidos grasos libres en plasma durante la abrazadera de la insulina se correlacionó con el incremento en la insulina estimula la IRS-1 fosforilación de la tirosina o la asociación de p85 con el IRS-1. DISCUSIÓN En el presente estudio, de 16 semanas de tratamiento con rosiglitazona en pacientes diabéticos tipo 2 mejoró el control glucémico (ΔHbA 1c = 1,4%) por la supresión de la producción de glucosa hepática basal, la mejora de la eliminación de glucosa mediada por insulina en el músculo (Fig. 3), y la mejora de β - función de la célula (índice insulinogénico, 0-120 min) (Tabla 1). La mejora en la función de las células β podría representar un efecto directo de la TZD en la célula β (35) o podría ser secundaria a la mejora de la toxicidad de la glucosa (2, 36) o la lipotoxicidad (2, 37, 38), es decir, la disminución de ayuno y / o los niveles de FFA postprandial (Tabla 1 y Fig. 1). La relevancia clínica de estos hallazgos fisiológicos se destacó por el siguiente: 1) la disminución de la EGP basal se correlacionó con la reducción en la concentración de glucosa plasmática en ayunas y 2) la mejora de la TGD mediada por la insulina (que representa principalmente el músculo [2]) se correlaciona fuertemente con la disminución de la glucosa postprandial excursión (ΔTGD vs glucosa plasmática Δmean durante el SOG, r = -0,74, p = 0,0002). De acuerdo con la mejora en el tejido periférico (músculo) sensibilidad a la insulina, de 16 semanas de tratamiento con rosiglitazona mejorada IRS-1 fosforilación de la tirosina estimulada por la insulina y el aumento de la asociación de la subunidad reguladora p85 de PI 3-quinasa, así como PI 3-quinasa actividad, con IRS-1 (Figs. 4 y 5). Por otra parte, las tasas / NOGD TGD de insulina estimulada por correlacionan bien con los incrementos de insulina estimulada en IRS-1 fosforilación de la tirosina y la asociación de p85 de la PI 3-quinasa con el IRS-1 antes y después del tratamiento con rosiglitazona (Fig. 6). El mecanismo (s) bioquímica y molecular mediante el cual la rosiglitazona mejora la sensibilidad a la insulina del músculo a aún no se han definido, pero algunas ideas se obtienen a partir de los resultados actuales. Para iniciar su acción, TZD primero debe unirse a PPAR-γ (11 -13). PPAR-γ se expresa predominantemente en el tejido adiposo, y su expresión en el músculo esquelético es baja de sólo ~ 10% de la expresión observada en el tejido adiposo (14, 39). Esta distribución tisular plantea algunas preguntas acerca de cómo rosiglitazona (Fig. 3) y otros TZD (17, 19, 20) a mejorar el metabolismo de la glucosa mediada por insulina en el músculo esquelético, el tejido responsable de ~70-80% de eliminación de glucosa estimulada por la insulina. Estudios recientes (22 -24, 40, 41) han puesto de relieve las observaciones originales de Randle et al. (42) que eleva los niveles circulantes de FFA llevar a la resistencia a la insulina. Esto puede ser de particular importancia con respecto a la TZD, ya que numerosos estudios han demostrado que el tratamiento de los pacientes diabéticos tipo 2 con esta clase de fármacos provoca una reducción del 20-30% en la concentración de ácidos grasos libres en plasma en ayunas y la rotación de AGL plasmáticos, que es paralela a la una reducción del 20-30% en la concentración de glucosa plasmática en ayunas y HbA1c (17 -20, 43). La disminución en la circulación de los resultados de concentración de FFA en plasma tanto de una inhibición de la lipólisis y un aumento de la captación de FFA en el tejido adiposo después de la activación de PPAR-γ (11, 20, 44). Nuestros resultados demuestran que el tratamiento con rosiglitazona reduce las concentraciones en ayunas y post-SOG FFA y mejora la supresión de la concentración de ácidos grasos libres en plasma en respuesta a la hiperinsulinemia fisiológica durante la abrazadera de la insulina euglycemic (Fig. 2). Además, la concentración en plasma en ayunas FFA, así como la concentración de FFA en plasma durante la OGTT y durante la abrazadera de la insulina, se correlacionó inversamente con la sensibilidad de los tejidos periféricos (músculo) insulina. Sin embargo, estas concentraciones de FFA (en ayunas, después de la prueba de tolerancia oral, y la abrazadera de la insulina) no se correlacionaron con incrementos de insulina estimulada en receptor de la insulina, la fosforilación de tirosina del IRS-1 fosforilación de la tirosina, o la asociación de p85 o la actividad PI-3-quinasa con IRS - 1 después de tratamiento con rosiglitazona. Estos resultados pueden ser interpretados de varias maneras. 1) La mejora de la señalización de la insulina después de tratamiento con rosiglitazona no es causalmente relacionada con una disminución en la concentración de FFA en plasma y que la rosiglitazona ejerce efectos paralelos pero separados para reducir los niveles de FFA en plasma y para mejorar la señalización de la insulina. Se podría argumentar que el pequeño número de los receptores PPAR-gamma en el músculo son suficientes para activar la cascada de transducción de señales de insulina, mientras que el efecto estimulante de la rosiglitazona sobre la grasa en células de PPAR-γ es responsable de la disminución de la concentración de ácidos grasos libres en plasma. 2) Como alternativa, es posible que la disminución de la rosiglitazona inducida en niveles basales y posteriores a la OGTT FFA está causalmente relacionada con la mejora de la señalización de la insulina, pero que el mediador celular actual responsable del aumento de la señalización de insulina es un producto metabólico del metabolismo de FFA, tales como acil-CoA graso (45) o diacilglicerol (26) o alguna molécula intracelular cuya formación es estimulada por FFA o graso acil-CoA reductasa, tales como la ceramida (46). En apoyo de esta hipótesis es la fuerte correlación entre la reducción de / post-SOG / insulina niveles basales de FFA pinza y una mejor sensibilidad a la insulina muscular durante la abrazadera de la insulina y mejora la sensibilidad índice de tolerancia a la glucosa / insulina durante el SOG. 3) La mejora en la transducción de señal de la insulina puede resultar de la reducción de la concentración de glucosa en plasma y la mejora de la toxicidad de la glucosa (36), o 4) la señalización de insulina reforzada podría reflejar tanto directa (mediada por PPAR-γ en el músculo) e indirecta (mediada a través la reducción de la glucosa plasmática y la concentración de FFA / metabolitos intracelulares de FFA) efectos de la rosiglitazona. Aunque varios estudios han encontrado que los niveles de ARNm de PPAR-γ en el músculo esquelético son mucho menos que en el tejido adiposo (14, 39), un estudio reciente ha demostrado que la expresión de PPAR-γ es similar en el músculo esquelético y el tejido adiposo (47), apoyando un posible efecto directo de la rosiglitazona en el músculo esquelético. En condiciones basales, receptor de insulina fosforilación de la tirosina se incrementó en diabéticos tipo 2 en comparación con los sujetos control, y estimulada por la insulina (insulina abrazadera) fosforilación de la tirosina del receptor de insulina fue afectada en diabéticos tipo 2. Un alto basal y la disminución de la insulina estimula la fosforilación de la tirosina del receptor de insulina en el músculo esquelético ha sido previamente descrito por nosotros en 2 sujetos diabéticos resistentes a la insulina tipo (4) y en los seres humanos no diabéticos resistentes a la insulina (48). Es de destacar que, en el presente estudio, el tratamiento con rosiglitazona mejorada aguas abajo la señalización del receptor de insulina (IRS-1 fosforilación de la tirosina y la cantidad de p85 y PI actividad 3-quinasa asociada a IRS-1) sin ninguna mejora en la fosforilación de tirosina estimulada por la insulina de la receptor de la insulina en sujetos diabéticos. Estos resultados sugieren que la rosiglitazona podría aumentar la amplificación de una pequeña señal del receptor de la insulina a IRS-1 o podría tener un efecto directo en el IRS-1 fosforilación de la tirosina. Se necesitan más estudios para determinar el mecanismo / sitio preciso a través de la cual la rosiglitazona mejora la transducción de señales de insulina. La rosiglitazona reduce la concentración de glucosa en plasma en un día de duración media por la disminución de tanto el ayuno y los niveles de glucosa postprandial (Fig. 1). La hiperglucemia crónica se ha demostrado que induce la resistencia a la insulina en el músculo, un fenómeno que se refiere a la toxicidad como la glucosa (36). A la inversa, una reducción de la concentración de glucosa en plasma por las sulfonilureas (49) y florizina (50) mejora la sensibilidad a la insulina en el músculo. El efecto perjudicial de la hiperglucemia en la sensibilidad muscular a la insulina se ha demostrado que estar estrechamente relacionada con una regulación a la baja del sistema de transporte GLUT4 (50). Creemos que la mejora de la toxicidad de la glucosa es poco probable para explicar la actividad de la insulina-señalización rosiglitazona-mejorada observada en el presente estudio, debido a que la mejora en la sensibilidad muscular a la insulina después de la reducción de la toxicidad de la glucosa se produce en ausencia de cualquier efecto sobre la señal de insulina sistema de transducción. Kim et al. (29) demostraron que 16 semanas de troglitazona, pero no metformina, la terapia en pacientes diabéticos tipo 2 una mayor actividad PI estimulada por la insulina 3-quinasa en biopsias de músculo esquelético, aunque ambos troglitazona y metformina mejoró TGD y control glucémico estimulada por la insulina de manera similar en el tipo 2 pacientes diabéticos. Estos resultados sugieren que las TZD mejorar la cascada de señalización de la insulina en el músculo y que este efecto no puede explicarse por la eliminación de toxicidad de la glucosa, ya que la mejora de la señalización de insulina no se observó en el grupo de tratados con metformina. Sin embargo, este estudio (29) no puede distinguir entre un efecto directo de la troglitazona en la cascada de señalización de la insulina en comparación con un efecto indirecto mediado a través de una reducción en los niveles de FFA en plasma (25, 26). Por otra parte, la velocidad de infusión de insulina (300 mU · m -2 · min -1) utilizados por estos investigadores (29) produjeron marcadamente elevaciones farmacológicas en la concentración de insulina en plasma, por lo que el significado fisiológico de estos resultados difíciles de interpretar. Nuestros resultados, que utilizan concentraciones fisiológicas de insulina en plasma y una TZD diferente (rosiglitazona), son consistentes con los de Kim et al. (29) e indican que, en toda la gama fisiológica y farmacológica de las concentraciones de insulina en plasma, TZDs mejorar la transducción de señales de insulina estimulada por la insulina y la eliminación de glucosa de tejidos in vivo. En el presente estudio, de 16 semanas de tratamiento con rosiglitazona se asoció con un aumento significativo en NOGD mediada por la insulina, que representa principalmente la síntesis de glucógeno (51). oxidación de la glucosa no se ve reforzada por el tratamiento con rosiglitazona. Nuestros resultados sugieren que la rosiglitazona mejora NOGD a través de dos mecanismos distintos: mayor transducción de señalización de la insulina (IRS-1 fosforilación de la tirosina y la asociación de p85 y PI actividad 3-quinasa con IRS-1) y la reducción en los niveles circulantes de FFA. Ambos parámetros metabólicos se correlacionaron significativamente con la tasa NOGD en el presente estudio. Un número de estudios han demostrado que los niveles de FFA en plasma de alta inhiben la síntesis de glucógeno estimulada por insulina, en asociación con disminución de la actividad glucógeno sintasa (22, 23, 28, 52). El aumento de acil-CoA grasos también se han demostrado inhibir directamente la actividad de glucógeno sintasa in vitro (53). En resumen, las 16 semanas de tratamiento con rosiglitazona mejora del control glucémico (ΔHbA 1c = 1,4%) en pacientes diabéticos tipo 2 mediante el aumento periférica (músculo) y la sensibilidad a la insulina hepática y mejorando la función de las células β.