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Mecanismos de la enfermedad

El cuerpo humano cuenta con mecanismos propios para controlar el nivel de glucemia. Todos los aparatos y sistemas del cuerpo (especialmente el cerebro) dependen continuamente de un nivel de glucemia normal (entre 60 mg/dl y 90 mg/dl). Tanto la hiperglucemia como la hipoglucemia pueden ocasionar serios problemas. El nivel de glucosa en sangre es controlado por hormonas,  entre las cuales, se encuentra la insulina –que es secretada por las células beta del páncreas-. Esta hormona tiene dos funciones esenciales: mantener la concentración normal de glucosa en sangre entre 60 mg/dl y 90 mg/dl, y almacenar glucosa como glucógeno en el hígado.

En condiciones normales las células beta producen sólo la cantidad adecuada de insulina en relación con el nivel de glucosa en sangre. Cuanto más alto es el nivel de glucosa en sangre, mayor insulina secretan las células beta del páncreas, y viceversa. En los niños con hiperinsulinismo congénito, las células beta producen cantidades inapropiadas de insulina para el nivel de glucosa presente en la sangre, debido a que la producción de dicha hormona adquiere autonomía propia y no es controlada por los niveles de glucosa en sangre. Es  decir, que el equilibrio entre el nivel de glucosa sanguínea y la secreción de insulina se pierde, de modo que los niños con esta patología pueden desarrollar hipoglucemias en cualquier momento, pero principalmente durante el ayuno.

La hipoglucemia en los niños con hiperinsulinismo congénito es particularmente perjudicial porque la insulina impide que el cerebro reciba no sólo la glucosa (su nutriente principal), sino también otras fuentes de energía alternativa como las cetonas y el lactato.

En un individuo normal, ante una hipoglucemia, existen mecanismos que protegen el cerebro, como la conversión de proteína a glucosa (llamada gluconeogénesis), y la conversión de la grasa en cuerpos cetónicos (llamada oxidación y cetogénesis), sin embargo la insulina inhibe estos mecanismos, y esta es una de las razones por la cual estos niños tienen un riesgo aumentado de daño cerebral. Por lo tanto, las células del cerebro al ser privadas de estos combustibles, carecen de la energía necesaria para llevar a cabo sus funciones específicas, pudiendo producirse convulsiones y coma. En caso, de prolongarse esta situación, puede ocurrir la muerte de estas células, lo cual se manifiesta por trastornos del aprendizaje, parálisis cerebral, ceguera o inclusive, muerte.

Mecanismos de regulación de la célula beta pancreática

La glucosa circulante es regulada primariamente por la insulina secretada por la célula beta pancreática. En condiciones de reposo, la membrana de la célula beta se mantiene hiperpolarizada debido a la bomba Na+-K+ ATPasa de los canales de potasio K-ATP sensibles. Estos canales están formados por dos subunidades: SUR-1 y KIR 6.2. A) Cuando los niveles de glucosa aumentan, ésta ingresa a la célula a través del transportador específico GLUT-2, luego la glucosa es fosforilada por la enzima glucokinasa, aumentando así los niveles de ATP. Los niveles de ATP pueden verse incrementados por el metabolismo de otros sustratos, como los aminoácidos entre ellos el glutamato, vía glutamato deshidrogenasa (GDH). B) El aumento de ATP causa el cierre en los canales K-ATP, C) lo que produce depolarización de la membrana celular y apertura de canales de calcio dependientes de voltaje, y por tanto, D) un aumento en la concentración de calcio intracelular, lo que estimula la secreción de insulina.