Papel de pas quinasa en la adaptación a diferentes estados nutricionales y en la resistencia a la obesidad

  1. Pérez García, Ana
Dirixida por:
  1. Elvira Alvarez García Director
  2. Veronica Hurtado Carneiro Director
  3. María del Carmen Sanz Miguel Director

Universidade de defensa: Universidad Complutense de Madrid

Fecha de defensa: 07 de xuño de 2018

Tribunal:
  1. Carmen Alvarez Escola Presidenta
  2. Carlos Guillén Viejo Secretario
  3. Vicente Barrios Sabador Vogal
  4. Patricia Vázquez Vogal
  5. Laura M. Frago Fernandez Vogal
Departamento:
  1. Biología Celular

Tipo: Tese

Resumo

El hígado es un órgano vital para el mantenimiento de la homeostasis de glucosa y lípidos durante los periodos de ayuno/alimentación. La adaptación a esta situación está sujeta a las respuestas hormonales de insulina y glucagón. Estos cambios conducen a la estimulación de genes metabólicos que a su vez son regulados por factores de transcripción y coactivadores. Durante el ayuno, tiene lugar las rutas de la gluconeogenesis y la ß-oxidación de ácidos grasos, mientras que en periodos postpandriales se producen la glucolisis y la síntesis de ácidos grasos. La Glucoquinasa es el principal sensor de glucosa hepática. Su actividad está regulada por insulina y por su proteína reguladora (GCKR) y por compartimentación celular según el estado metabólico de la célula. La proteína quinasa con dominios PAS (PASK) actúa como regulador energético ya que está implicada en la secreción de insulina y glucagón, además de ser esencial para la expresión de ciertos genes del metabolismo. Se ha descrito que los ratones Pask-/- son resistentes a la obesidad inducida por dietas altas en grasa (HFD) y que la deficiencia de PASK altera la respuesta de los sensores metabólicos de glucosa y nutrientes. Por otro lado, se han desarrollado fármacos análogos del GLP-1, tales como Exendina-4 (Ex4), que regulan el apetito y la secreción de insulina y glucagón con la finalidad de paliar enfermedades que están alcanzando números de pandemia. Por todo ello, el objetivo propuesto en esta tesis fue analizar el papel de PASK y otros sensores metabólicos en la adaptación del hígado a la regulación por ayuno y alimentación, estudiando el efecto de la carencia de PASK sobre estos procesos y el efecto regulador de la Ex4. Junto con el efecto de PASK en la adaptación a cambios nutricionales y el análisis de las alteraciones metabólicas causadas por HFD en el desarrollo de obesidad. Los resultados de esta tesis muestran que la expresión de Pask fue regulada por condiciones metabólicas, bloqueada por Ex4 y alterada por HFD. Los ratones Pask-/- tenían alterada la señalización de insulina en el hígado (sobreactivación de Akt) y esta deficiencia condujo a la modificación de la expresión de varios factores de transcripción en su regulación por ayuno y alimentación. Ya que, en ayuno, la expresión de Foxo1 disminuyó y la de Ppar¿ y Ppar¿ aumentó. Sin embargo, los niveles de PEPCK fueron más altos, pero el transporte de ácidos grasos a la mitocondria fue bloqueado. Por otro lado, Lxr¿ y Chrebp estaban sobreexpresados en ratones Pask-/- después de la realimentación, pero la expresión de Acc y Fas disminuyó. Asimismo, estos ratones presentaron una disminución de la expresión del gen Gck y la actividad glucoquinasa y un incremento de su localización nuclear. Con respecto a la Ex4, también bloqueó la expresión de la mayor parte de los genes activados por ayuno y alimentación. Por otro lado, los ratones deficientes en PASK alimentados con HFD presentaron mejoras en el peso corporal, tolerancia a glucosa, resistencia a insulina y parámetros lipídicos. Además, esta deficiencia bloqueó o disminuyó la expresión de muchos genes sobreexpresados por HFD. PASK también reguló la expresión postranscripcional de varios genes a través de miARNs involucrados en el metabolismo de glucosa y lípidos. Esto nos lleva a pensar que la deficiencia de PASK disminuye funciones críticas en el hígado. Regula genes y proteínas claves en la señalización de glucosa, como la GCK, y altera la señalización de insulina, afectando a la respuesta a los cambios nutricionales que regulan el metabolismo de glucosa y lípidos. Sin embargo, los ratones Pask-/- están protegidos de las alteraciones producidas por HFD, mejorando los niveles de glucosa, la resistencia a la insulina y la adaptación a ayuno y alimentación controlando la expresión de coactivadores, factores de transcripción y miARNs que regulan enzimas claves.