Influencia de la formacion del complejo tubulina -Na,K- ATPasaen diferentes patologias

Abstract

Varias alteraciones de la actividad Na+,K+-ATPasa (NKA) han sido descriptasen diferentes tejidos de pacientes que padecen diabetes. La reducida actividad NKAobservada en esta enfermedad se ha correlacionado con el desarrollo de complicacionesde la diabetes en nervio ciático, retina, corazón, endotelio vascular y eritrocitos,mientras que en la mucosa del intestino delgado ha sido reportado un incremento de laactividad NKA. Los resultados encontrados en cerebro y riñón son muchas vecescontradictorios. Por otro lado la actividad NKA en membranas de eritrocitos depacientes diabéticos ha sido reportada como inhibida en diferentes magnitudesindependientemente del tipo de diabetes (I o II) y del grado de control de la misma. Sinembargo, otros estudios realizados en eritrocitos no encontraron una correlación entre laactividad NKA y, la diabetes y parámetros metabólicos relacionados La exposición de las células a elevadas concentraciones de glucosa inducemodificaciones tanto en la tubulina y como en los microtúbulos. La glicosilación noenzimática de las a- and fl- tubulinas fue demostrada in vitro y en ratas diabéticasinducidas químicamente con STZ in vivo. La glicosilación provoca la formación deagregados amorfos estables de tubulina e inhibe la polimerización de la tubulinadependiente de GTP. Por otro lado en la línea celular L6 de miocitos el incremento delinflujo de glucosa incrementa el nivel de N-acetilglucosamina en la a-tubulina El exceso de glucosa que es incorporado a la célula puede ser reducido a sorbitola través de la acción de la enzima Aldosa Reductasa (AR) que funciona como parte dela vía de los polioles. La activación de la AR incrementa más de 24 veces laconcentración de sorbitol en los eritrocitos, células neuronales y otros tejidos queposean un sistema de transporte independiente de insulina Nosotros demostramos previamente que la tubulina acetilada (AcTub) es capazde formar un complejo con la NKA e inhibir su actividad tanto in vitro como in vivo en cultivos de células neuronales o no neuronales. La actividad de la NKA puede serrestablecida mediante el tratamiento de las células con L-glutamato presumiblementedebido al cotransporte del aminoácido con Na+ el cual causaría la disociación delcomplejo AcTub-NKA. La subsecuente depleción del glutamato no provoca lareasociación de la tubulina a la NKA, mientras que la adición de glucosa induce laformación del complejo y la inhibición de la actividad enzimática. Este mecanismoregulatorio es rápido, de modo que la actividad de la NKA puede ser activada porglutamato o inhibida por glucosa en unos pocos minutos En el presente trabajo estudiamos la asociación de la tubulina a la membranaplasmática inducida con glucosa o sorbitol en cultivos de células COS y CAD,eritrocitos humanos y muestras de tejidos de ratas diabéticas inducida con STZ o encondiciones hiperglucemiantes. La exposición de los cultivos celulares y de loseritrocitos a elevadas concentraciones de sorbitol o glucosa induce: 1- la asociación dela tubulina a la membrana, 2- la formación del complejo tubulina acetilada / NKA y laconsecuente inhibición de la actividad enzimática. En cultivos de células COS y CAD,3- la formación de microtúbulos y 4- la activación de la enzima AR por losmicrotúbulos formados Este mecanismo, disparado por la elevada concentración de glucosa, fueobservado no solo en eritrocitos de pacientes diabéticos y sino que también estápresente en tejidos como hígado y cerebro que poseen un sistema de transporte deglucosa independiente de insulina. En las membranas de eritrocitos de pacientesdiabéticos, la actividad NKA fue inhibida en más de un 50% y el contenido de tubulinaasociada a la membrana plasmática se incrementó en un 200% Los resultados obtenidos en este trabajo demostraron que la tubulina acetiladaforma un complejo con la NKA en membranas de eritrocitos de pacientes diabéticos Estos datos indican que la exposición a elevadas concentraciones de glucosadispara un efecto sinérgico entre la tubulina y el sorbitol, provocando la activación de laAR, la formación de microtúbulos y la inhibición de la actividad de la NKA.