Medicina

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Ca2+ y AMPK Ambos Median La Estimulación Del Transporte De Glucosa Por Contracción Muscular

David C. Wright, Kathleen A. Hucker, John O. Holloszy, y Dong Ho Han

Ahora es generalmente aceptado que la activación de la proteína kinasa activada por AMP (AMPK) esta involucrada en el aumento del transporte de glucosa por contracción muscular. Como sea,estudios anteriores proveían evidencia de que aumentos en el Ca2+ citosólico mediaban el efecto de las contracciones musculares en el transporte de glucosa. El objetivo de este estudio era probar la hipótesis de que ambos el aumento en el Ca2+ citosólico y la activación de la AMPK están envueltas en la estimulación del transporte de glucosa por contracción muscular. La cafeína causa la liberación deCa2+ desde el retículo sarcoplásmico. La incubación de músculos epitrocleares de ratas con una concentración de cafeína que aumenta el Ca2+ citosólico a niveles muy bajos para producir contracción resultaron en una triple aumento en el nivel de transporte de glucosa. El tratamiento con cafeína también resulto en un aumento en la fosforilación de proteínas kinasas dependientes de calmodulina(CAMK)-II en músculos epitrocleares. La estimulación del transporte de glucosa por cafeína fue bloqueado por los inhibidores de Ca2+-CAMK KN62 y KN93. La activación de AMPK con 5-aminoimidazol-4-carboxamida ribonucleosido (AICAR) también resulto en un aumento de aproximadamente el triple en el transporte de glucosa en los epitrocleares. El aumento en el transporte de glucosa inducido por AICAR y cafeínafueron acumulativos, y su efecto combinado no fue significativamente diferente de el inducido por la actividad contráctil máximamente efectiva. KN62 y KN93 causaron un 50% de inhibición de la estimulación del transporte de glucosa por actividad contráctil. Nuestros resultados proveen evidencia de que ambos Ca2+ y AMPK están involucrados en la estimulación del transporte de glucosa por contraccionesmusculares. Estos también sugieren que la estimulación del transporte de glucosa por Ca2+ involucran la activación de CAMK. Diabetes 53:330–335, 2004

El ejercicio y la insulina estimulan el transporte de glucosa por caminos diferentes, y su máximo efecto en la captación de glucosa por parte del músculo son aditivos (1). Ambos los aumentos de contracciones musculares y de insulinaincrementan el transporte de glucosa al inducir la translocación de la isoforma GLUT4 del transportador de glucosa desde los sitios intracelulares a la superficie celular (1). Resultados de estudios anteriores sugirieron que el aumento de Ca2+ citosólico durante la actividad contráctil inicia el proceso que lleva al aumento de transporte de glucosa del músculo (2–5). Como sea, porque los aumentosen el Ca2+ causaron que los músculos se contrajeran, no fue posible disociar los efectos del Ca2+ de las consecuencias metabólicas del descenso inducido por contracción de los fosfatos de alta energía. Este problema se ha superado en experimentos en los que la cafeína o W-7, agentes que liberan Ca2+ desde el retículo sarcoplásmico, fueron utilizadas para aumentar los niveles citosolicos de Ca2+ aniveles muy bajos para producir la contracción muscular o una disminución en fosfatos de alta energía (6). En estos experimentos, el transporte de glucosa aumento en respuesta a elevar los niveles citosólicos de Ca2+ a niveles de subcontracción (6). Interpretamos este resultado como evidencia que apoya nuestra hipótesis de que el Ca2+ media en el efecto del ejercicio sobre el transporte de glucosamuscular.
Estudios mas recientes muestran que el 5-aminoimidazol- 4-carboxamida ribonucleosido (AICAR) estimula el transporte de glucosa en el músculo esquelético (7–11). AICAR es absorbido por células y convertido a el análogo del AMP, ZMP, que imita el efecto estimulatorio del AMP en la AMP kinasa (AMPK) (12).Como el efecto en el ejercicio, la estimulacion del transporte de...