Effetti della modulazione acuta e cronica dei livelli intracellulari di monossido di azoto sulla secrezione insulinica nelle cellule INS-1E

Nella beta cellula si ritrova espressa costitutivamente la forma neuronale dell’enzima ossido nitrico sintetasi (nNOS), mentre l’espressione della forma inducibile (iNOS) vi può essere provocata da una serie di stimoli dannosi, tra cui l’iperglicemia acuta e cronica. Il ruolo della forma inducibile di ossido nitrico sintetasi a livello pancreatico è noto da tempo essere nocivo, mentre poco si sa sulla funzione della forma neuronale costitutivamente espressa. In condizioni normali la beta cellula produce NO in risposta a uno stimolo glicemico, giacché questo crea le condizioni per l’attivazione dell’enzima nNOS che è calcio-dipendente. Dall’analisi della letteratura emerge un quadro piuttosto confuso sull’argomento, ma sembra prevalere l’idea che la produzione di ossido nitrico possa essere importante fisiologicamente per determinare il picco negativo che tipicamente separa la fase I e la fase II della secrezione insulinica ed in tempi più lunghi per agire da feedback negativo sulla secrezione insulinica come un meccanismo fail-safe. Tuttavia alcuni autori osservano un ruolo rinforzante dell’ossido nitrico sulla secrezione insulinica. Un altro dato che emerge è che la quasi totalità degli studi si è concentrata sul ruolo acuto di NO e su manipolazioni piuttosto estreme, mentre quasi nessuno ha indagato le alterazioni indotte da variazioni modeste e croniche dall’ossido nitrico. Per questo motivo in un modello sperimentale di beta cellula (INS-1E) abbiamo valutato gli effetti sulla secrezione di insulina glucosio dipendente (GIIS, a glucosio 3.3, 11 e 20 mM) della supplementazione intracellulare di NO con HA (hydroxylamine) e gli effetti dell’inibizione della sintesi di NO con L-NAME (N-nitro-L-arginine-methyl ester) in condizioni sia acute (1 ora) che croniche (48 ore). La somministrazione acuta di L-NAME 1 mM è stata in grado di incrementare la GIIS a 3.3, 11 e 20 mM rispettivamente del +53, +40 e +100% (p<0.002 mediante ANOVA). Parallelamente anche la somministrazione cronica di L-NAME 1 mM ha prodotto un risultato paragonabile (+15,+68,+80%, p<0.02) sulla GIIS. La dose più alta di L-NAME (2 mM) era priva di effetto come la somministrazione acuta di 0.4 mM HA (-9, -11, -8%, p=ns), mentre HA 0.8 mM ha ridotto significativamente la GIIS (-23,-15,-49%, p