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DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE
                             LA VITAMINA D

                                  (M080)


  GRUPO      :   J4

  SUB GRUPO:     1

  COMPONENTES :
                     LEÓN PACARI MÓNICA JAQUELINE
                     QUISPE OLIVA SARAI BLANCA
                     TOLA TARQUI GLAUCIA BETTY

  AUX. DOCENTE: UNIV. FRANCO AGUILAR SALAZAR

  DOCENTE: DR. JULIO PÉREZ GONZALES



  FECHA: 03/10/12




                             LA PAZ – BOLIVIA

                                  2012
BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR
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                          “Lo que sabemos es una gota; lo que ignoramos un inmenso océano.

                               La admirable disposición y armonía del universo; no ha podido

                                     sino salir del plan de un Ser omnisciente y omnipotente”.

                                                                            ISAAC NEWTON



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                               AGRADECIMIENTOS
                                 Primeramente a DIOS que nos dio la oportunidad de estar sanos y
                          salvos ayudándonos en el conocimiento y emprendimiento del saber.

                                 Agradecemos a nuestros PADRES por el apoyo brindado y afecto en
                          el transcurso de nuestra formación.

                                 A los DOCENTES          de la Cátedra de Bioquímica y Biología
                          Molecular por incentivar este tipo de actividades los cuales ayudan
                          enriquecer nuestros conocimientos para nuestra formación en Excelencia.




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TABLA DE CONTENIDOS                                                                                                               PAG.


1. RESUMEN....................................................................................................................................5
2. INTRODUCION.............................................................................................................................6
3. JUSTIFICACION...........................................................................................................................7
4. OBJETIVOS.................................................................................................................................8
       4.1OBJETIVO GENERAL
       4.2OBJETIVO ESPECÍFICO
5. MARCO REFERENCIAL...............................................................................................................9
6. MARCO TEORICO………………………………………………………………….……….……….....……10
       6.1 HISTORIA DE LA VITAMINA D…………………………………………..……….……...………10
       6.1.2 DESCUBRIMIENTO DEL RECEPTOR 1Α, 25(OH)2 D3
        6.2 VITAMINA D
        6.2.1. FUNCIONES DE LA VITAMINA D……………………………………………………………..11
        6.2.2. NECESIDADES DIARIAS
         6.2.3. MARCADORES.
6.3.1. METABOLISMO DE LA VITAMINA D :……………………………………………………………….12
        6.3.2. SÍNTESIS DE 1,25-HIDROXIVITAMINA D
6.4. ACCIONES MOLECULARES DE LA VITAMINA D:…………………………………………………....13
        6.4.1 RECEPTOR DE LA VITAMINA D (VDR)
        6.4.2 LOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS DEL GEN VDR
6.5 VITAMINA D Y DIABETES MELLITUS………………………………………………………………..….18
        6.5.1. VITAMINA D Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA 
        6.5.2.LA ESTIMULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE INSULINA POR LA VITAMINA D
        Y EL CALCIO
        6.5.3.RESISTENCIA A LA INSULINA:
6.6. DIABETES MELLITUS TIPO 1………………………………………………………………………..…..22
        6.6.1. GENES DE RIESGO MÁS ESTABLECIDOS
        6.6.2. COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD
6.7. GENES FUERA DEL COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD
6.8. VITAMINA D Y DIABETES MELLITUS TIPO 1
        6.8.1. EL ANÁLISIS DE LAS VARIANTES DEL RECEPTOR DE LA VITAMINA D
        EN LA SECUENCIA DEL GEN DE LA DIABETES TIPO 1
        6.8.2. LOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS DEL GEN VDR
6.9.1. VITAMINA D Y DIABETES MELLITUS 2…………………………………………………………...….28
6.10. EVIDENCIA DE LA INTERVENCIÓN CON SUPLEMENTOS DE VITAMINA D………………..….30

7. DISEÑO METODOLOGICO……………………………………………………………….………………….31
8. DISCUSION
9. CONCLUSION Y RECOMENDACIONES
10. BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………………………..32
11. ANEXOS……………………………………………………………………………………………...………..33

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1.    RESUMEN


      DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA
                            VITAMINA D
      Objetivo: Analizar el gen receptor de vitamina D (VDR) y su relación con la
susceptibilidad a desarrollar diabetes Mellitus.
      Diseño del trabajo: Se realizo un estudio descriptivo del tema estructurándolo en
enunciados y esquemas.
      Resumen: La vitamina D (VD) es conocida en el metabolismo óseo y mineral; sin
embargo, ahora su administración es asociada con un riesgo reducido de diabetes Mellitus. La
VD actúa a través de su receptor (VDR) que se localiza en el cromosoma 12q14. Cuatro
polimorfismos de nucleótido único (SNP) del gen VDR han sido estudiados con las
concentraciones de VD en su asociación con la diabetes. El papel potencial de la deficiencia de
VD en la resistencia a la insulina se ha propuesto para ser asociada con polimorfismos
genéticos heredados que incluyen la vitamina D-la proteína de unión, receptor de la vitamina D,
y vitamina D gen 1 alfa-hidroxilasa.
      Discusión: En esta meta-análisis de datos de varios informes sobre una posible
asociación genética entre la diabetes Mellitus y polimorfismos de VDR, se encontró evidencia;
pero el mecanismo subyacente requiere una mayor exploración.
      Conclusión: La VD ha pasado a ser de solo una vitamina a una prohormona con
múltiples efectos; por lo tanto su deficiencia será un factor de riesgo; encontrando así su
asociación genética entre la diabetes Mellitus y polimorfismos VDR.


      Palabras clave: Vitamina D, Diabetes Mellitus, Células Beta, Insulina, receptor VDR




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2.     INTRODUCCIÓN


      La incidencia de la diabetes Mellitus tipo 1y 2 (DM tipo1- 2) está aumentando a un ritmo
alarmante, tanto a nivel nacional como a nivel mundial. Los defectos en páncreas de la función
de las células β, sensibilidad a la insulina, y la inflamación sistémica, contribuyen al desarrollo
de la DM. Dado que la resistencia a la insulina es un factor de riesgo para la diabetes, la
comprensión del papel de los diversos factores de riesgos modificables nutricionales y otras que
pueden contribuir a la patogénesis de la diabetes es importante. La obesidad y otros factores de
estilo de vida, como el ejercicio, el consumo de alcohol, el tabaquismo y ciertos hábitos
dietéticos también pueden desempeñar un papel importante. Se ha demostrado que la
deficiencia de vitamina D en el organismo inhibe la secreción de insulina por parte de las
células pancreáticas, lo que también se relacionaría con la prevención del desarrollo de
DM. Por lo cual se empezó con diversos estudios genéticos llegando a conocerse el gen del
receptor de vitamina D (VDR), utilizando la forma hormonalmente activa de la vitamina D para
los que se ha descrito un menor efecto en la susceptibilidad a desarrollar DM.

      Siendo así el propósito de este trabajo revisar la información actual disponible sobre el
papel de la VD y su asociación genética entre la DM y polimorfismos de VDR, encontrando
evidencia de tal asociación.

      En este estudio, ponemos especial énfasis en la evidencia epidemiológica y los posibles
mecanismos de estos efectos. Además, también revisar las estrategias terapéuticas que
incluyen la vitamina D en el tratamiento de la resistencia a la insulina.




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3.    JUSTIFICACION


            La vitamina D está asociada fuertemente con factores de riesgo individuales que
condicionan varias patologías. La vitamina D se ha incrementado en el transcurso de los
últimos años en paralelo con la mayor tasa de obesidad, riesgo cardiovascular, resistencia a la
insulina, diabetes Mellitus, entre otros; en diversos grupos de población constituyendo un
problema de salud pública en nuestro país y a nivel mundial.

       El incremento de la diabetes Mellitus es alarmante que conlleva a expandir respuestas
de abordaje para solucionar la patología, algunos estudios revelan que al dar suplemento con
vitamina D y restituir las concentraciones    a niveles óptimos disminuya la resistencia a la
insulina, lo que evitara la aparición del síndrome metabólico en pacientes con alto riesgo, como
los obesos que son propensos a adquirir diabetes Mellitus.

              Las funciones clásicas de la vitamina D están bien estudiadas, sin embargo de
manera reciente se adquirió numerosos conocimientos sobre la participación de la vitamina D
en diversas funciones endocrinas las cuales aun están en desconocimiento para la población e
incluso para algunos profesionales en salud lo cual repercutirá en la problemática.




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4.    OBJETIVOS.

      4.1 OBJETIVO GENERAL:


            Explicar la importancia del Receptor de la Vitamina D (VDR) en relación con la
             susceptibilidad de desarrollar Diabetes Mellitus


      4.2 OBJETIVO ESPECIFICO:


            Adquirir conocimientos fundamentales de la vitamina D y describir la estructura
             química.
            Indicar la influencia ejercida de las alteraciones del VDR para el desarrollo de la
             diabetes Mellitus.
            Explicar la acción de la VD y su efecto en la función de las células β.
            Analizar la influencia ejercida por la vitamina D sobre la secreción de la
             insulina.
            Describir la deficiencia de Vitamina D como un indicador de la Diabetes
             Mellitus
            Identificar la interrelación de la vitamina D y Diabetes Mellitus y su
             repercusión en la salud.




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5. MARCO REFERENCIAL

                                                           24 .25-OHD3 25-hidroxivitamina D3
       25 (OH) D: 25-hidroxivitamina D                    CYP1α 25-OHD3- 1α-hidroxilasa.
       TFG: tasa de filtración glomerular                 VR: Receptor de la vitamina D
       ERC: enfermedad renal crónica                      DM: Diabetes Mellitus
       CKD-EPI: Enfermedad renal crónica                  VDRE elementos respondedores a
        colaboración epidemiología                          vitamina D
       TFG: tasa estimada de filtración                   RXR receptor para los retinoides
        glomerular                                         LBD dominio de unión de ligandos
       ACR: La albúmina a creatinina                      31 . MHC complejo mayor de
       O, Cuotas proporción,                               histocompatibilidad
       IC: Intervalo de confianza                         HLA antígeno leucocitario humano
       RAS: sistema renina angiotensina                   CTLA4 : antígeno-4 asociado al
       NHANES: salud Encuesta nacional                     linfocito T citotóxico
        de examen de nutrición                             PTPN22: proteína tirosina fosfatasa
       ERT: Etapa final de enfermedad renal                no-receptor tipo 22
       CLIA: inmunoensayo                                 HSP: proteínas de choque térmico
       DM: diabetes Mellitus                              TNF: factor de necrosis tumoral
       PLEIOTROPÍA (del griego pleio,                     INS: gen de la insulina
        "muchos", y tropo, "cambios") es el                RI: resistencia a la insulina
        fenómeno por el cual un solo gen es                39. INF- : interferón gamma
        responsable de efectos fenotípicos o               TGF- 1: factor transformador de
        caracteres        distintos  y     no               crecimiento 1
        relacionados.                                      SNP: polimorfismos de nucleótido
       Gen DBP que codifica una proteína                   único
        que se une a una porción del gen que               PMBCS:         cultivos    de     células
        codifica a la insulina.                             mononucleares periféricas
       FGF-23 es un factor de fosfatúrica                 PUCDVD: proteínas de unión de
       KLOTHO (una proteína multifuncional                 calcio dependiente de vitamina D
        implicada en la homeostasis del                    PI3-K: inositol trifosfato cinasa
        calcio y fosfato)                                  ROS: especies reactivas de oxígeno
       Gc: globulina específica de grupo                  IRS : sustrato del receptor de insulina
       UVB: ultravioleta B                                Akt : cinasa de treonina
       22.25-HCC 25-hidroxicolecalciferol
       DBP proteína de unión a vitamina D



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    6. MARCO TEORICO

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   La vitamina D es una compleja prohormona con innumerables acciones en múltiples
sistemas fisiológicos, lo cual explica la diversidad de las patologías que se asocian con su
deficiencia. Recientemente se ha encontrado que la vitamina D tiene funciones en muchos otros
órganos, adicionales a los tradicionalmente conocidos (hueso, riñón, intestino y paratiroides), ya
que al convertirse en su forma activa, que es la 1,25-dihidroxivitamina D3, actúa por efecto
endocrino, autocrino y paracrino. (1)

6.1 Historia
       Desde la década de 1960 se realizaron extraordinarios descubrimientos sobre la
fisiología y la bioquímica de esta vitamina.(2) El profesor Héctor F. De Luca es uno de los
máximos expositores de la vitamina D que junto a su grupo de investigación en 1968
descubrieron que la vitamina D es hidroxilada por hígado y el riñón.(3)


6.1.2 Descubrimiento del receptor 1α, 25(OH)2D3
       En la década de 1970 y de 1980 se fueron conformando grupos de investigación en el
campo de la hormona D, ya que se había descrito el receptor de la 1,25(OH)2D3, y se
empezaron a consolidar los conocimientos y a comprender a nivel bioquímico y molecular el
sistema endocrino de la hormona D; se pensaba que la actividad biológica de esta hormona se
limitaba al intestino, hueso y riñones. Este concepto empezó a modificarse con el
descubrimiento del receptor de la 1a,25(OH)2D3 en el páncreas, por Sylvia Christakos en
1981. Con ello se generó otro concepto: la distribución del receptor nuclear para 1α,25(OH)2D3
puede darse en diferentes tejidos y que la respuesta biológica a la hormona D [1α,25(OH)2D3]
puede ocurrir en cualquier célula que tenga un receptor nuclear.(4)


6.2 Vitamina D

       La vitamina D o calciferol es un heterolípido insaponificable del grupos de los
esteroides(5) debe considerarse una hormona involucrada en un complejo sistema endocrino.
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Se lo puede obtener       de una fuente exógena a través de alimentos           o de la producción
endógena ya que la piel es el principal órgano productor de vitamina D la exposición a la luz
solar, cuyos rayos ultravioleta provoca la conversión fotoquímica de la provitamina D a la
vitamina D3 ,la forma activa.(5-6)

       La VD2 es una molécula de 28 carbonos derivada del ergosterol de las plantas y VD 3
cuenta con 27 carbonos que deriva del colesterol. La biosíntesis de la previtamina D3 tiene
lugar principalmente en la capa del crecimiento de la epidermis en los estratos basal y
espinoso(80-90%) ocurriendo el resto (10-20%) en la dermis.(7)

6.2.1. Funciones de la vitamina D


La forma activa de la vitamina D3 tiene                    Entre las funciones no calcémicos son:
varias funciones entre ellas:(8)                         la inducción de la diferenciación en
                                                          células mononucleares de sangre
 efecto hormonal promotor de la vitamina
                                                          periférica (PBMCs)
  D sobre la absorción intestinal de calcio
                                                         efectos antiproliferativos en muchos
 La vitamina D facilita la absorción de
                                                          tipos de cáncer
  fosfato en el intestino
 La vitamina D reduce excreción renal de
                                                         propiedades           inmunosupresoras
                                                          vitamina D
  calcio y fosfato
 Efectos de la vitamina D sobre el hueso                  vitamina D también actúa como un
 Efectos de la vitamina D en el sistema                    complemento      necesario para la
                                                                                  (8).
  inmune                                                    secreción de insulina

 6.2.2. Necesidades diarias
Según el IOM la cantidad diaria recomendada de vitamina D es.

  o    400 UI día para menores de un año
  o    600 UI día para edades comprendidas entre uno y 70 años incluido embarazo y
       lactancia
  o    800 UI día para adultos mayores de 70 años (8)

6.2.3. Marcadores.



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          Los niveles circulantes de 1,25(OH)2D3, son generalmente usados como marcadores de
la insuficiencia de la vitamina D. El nivel sérico de 25(OH)D es el mejor indicador sérico de la
vitamina D, ya que representa la suma de la producción cutánea de la misma y la ingestión oral
de vitamina D2 y D3.(7)
6.4. METABOLISMO DE LA VITAMINA D :
6.4.1. SÍNTESIS DE 1,25-HIDROXIVITAMINA D

     La vitamina D3 proviene del 7-dehidrocolesterol o provitamina D3 , durante la exposición a
los rayos solares, el 7-dehidrocolesterol absorbe la radiación ultravioleta (UVB) con una longitud
de onda entre 290-315 nm, que la convierte en 5,7- dieno de la provitamina D3 , rompiendo el
anillo B entre los carbonos 9 y 10 y dando lugar a un trieno 6,7-cis que se conjuga para formar
un 9,10 dehidrocolesterol conocido como previtamina D3 mediante un proceso dependiente de
temperatura(5-6)


                                                                           Figura N° 1 Síntesis y Metabolismo
                                                                           de la vitamina D de la D3 7-
                                                                           dehidrocolesterol        durante  la
                                                                           exposición a los rayos solares e es
                                                                           convertido a previtamina D3 que a
                                                                           su vez es rápidamente convertido a
                                                                           su forma activa D3 este proceso es
                                                                           dependiente de calor ,esta es
                                                                           transportada por medio de DBP
                                                                           hacia el hígado don sufre una
                                                                           primera     hidroxilacion      a 25
                                                                           hidroxivitamina     D 3,    para su
                                                                           activación se dirige hacia el riñón
                                                                           donde por una 1a hidroxilasa la
                                                                           convierte en 1,25 dihidroxivitamina
                                                                           D3.




Fuente: Espinosa N, Alfaro J, Balthazar V. Vitamina D: nuevos paradigmas




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Una vez formada, la vitamina D3, estructuralmente incompatible con las cadenas hidrofóbicas
de los ácidos grasos de la membrana plasmática, es expulsada hacia el espacio extracelular y
se une a una proteína α-2 globulina específica de grupo (Gc) sintetizada en el hígado, conocida
como proteína de unión a vitamina D (DBP) o transcalciferrina. En caso de existir una
persistencia de la radiación UV, la previtamina D3 no se isomeriza a vitamina D3 sino que lo
hace a taquisterol o luministerol, en un mecanismo protector del exceso de formación de
vitamina D3.(5-6)

6.4.2.REGLAMENTO DE 1,25-HIDROXIVITAMINA D

       La producción de 1,25-hidroxivitamina D está regulada por el calcio sérico y los niveles
de fósforo, hormona paratiroidea (PTH), y el factor de crecimiento de fibroblastos 23 (FGF-23).
Niveles bajos de calcio y fosfato en suero resultado niveles en aumento de la actividad de 1α-
hidroxilasa. La PTH estimula la transcripción de los receptores 4A2 1α-hidroxilasa y nuclear
(NR4A2) es un factor clave en la inducción de la 1α-hidroxilasa transcripción por la PTH. 1,25-
hidroxivitamina D, a su vez suprime la producción de PTH en el nivel de la transcripción (8)

       FGF-23 es un factor de fosfatúrica que promueve la excreción de fosfato renal mediante
la inactivación del cotransportador de sodio-fosfato en el túbulo proximal. 1,25-hidroxivitamina D
estimula la producción de FGF 23 en el hueso, y un mayor nivel de FGF-23 suprime la
expresión de 1α-hidroxilasa en los riñones. FGF-23 requiere un Klotho (una proteína
multifuncional implicada en la homeostasis del calcio y fosfato) como un cofactor para la
señalización de FGF, y 1,25-hidroxivitamina D regula positivamente la expresión del gen Klotho
en los riñones (9).

       Enlazada a la DPB, la vitamina D3 es transportada al hígado (y también a otros tejidos),
donde sufre su primera hidroxilación en el carbono 25 catalizada por la enzima 25-hidroxilasa
hepática dando como resultado la principal forma circulante de la vitamina D3, la 25-
hidroxivitamina D3 (25-OH)D3 o calcidiol. Este metabolito tiene una prolongada vida media y es
considerado como el índice de estado nutricional en vitamina D. (6)

       Aunque 25-(OH)D3 sea la principal forma circulante de vitamina D, biológicamente es
inerte y para activarse requiere de otra hidroxilación, esta vez en el carbono 1 para formar 1,25-

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(OH)2D3 o calcitriol por acción de la enzima 25-(OH)D3-1α-hidroxilasa (CYP1α), enzima oxidasa
mitocondrial que se encuentra presente en las células tubulares renales y en otros tipos de
células. La actividad de la CYP1α renal es estimulada por la hormona paratiroidea (PTH) e
inhibida por niveles elevados de calcio. La producción extrarrenal se estimula por citoquinas
(interferón γ y TNF, preferentemente) más que por la PTH y resulta poco inhibida por el calcio.
La enzima 24 hidroxilasa es la encargada de llevar a cabo el catabolismo de la 1,25-(OH)2D3 y
de la 25-OHD3, esto lo efectúa           mediante una serie         de oxidaciones que terminan en la
activación de ambas formas de VD. (5) La enzima 24 hidroxilasa se encuentra en el riñón, este
es el principal sitio del catabolismo de la vitamina D. (5)




       Fuente: scientific psychic vitaminas-y-minerales 2010

        El VDR se encuentra en diferentes células del organismo, tanto en renales como en otros tejidos blanco
que incluyen glándula paratiroidea , en las que el control de la transcripción del gen de la paratohormona (PTH)
está mediado por el VDR, que inhibe la expresión del RNA mensajero (RNAm) de la PTH


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6.4. ACCIONES MOLECULARES DE LA VITAMINA D:

6.4.1 Receptor de la vitamina D (VDR)
La mayoría de las acciones biológicas del calcitriol están mediadas por su receptor esteroide
nuclear específico, llamado receptor de la VD, VDR, una proteína con gran afinidad y
especificidad por la vitamina D (VD).(9-10). El VDR se encuentra en diferentes células del
organismo, tanto en renales como en otros tejidos blanco que incluyen glándula paratiroidea ,
en las que el control de la transcripción del gen de la paratohormona (PTH) está mediado por el
VDR, que inhibe la expresión del RNA mensajero (RNAm) de la PTH(10), hueso, corazón,
intestino, células endoteliales, linfocitos, megacariocitos, neumocitos, entre otros (10).FIG.2




       Fuente: R. Jofré. Polimorfismos del gen del receptor de la vitamina D (VDR)
Figura 3.-Activacion del VDR ,el dominio de union al DNA es responsable de la heterodimerizacion del VDR con el
receptor de retinoides X para una afinidad hacia el DNA



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       El complejo calcitriol-VDR se transloca al núcleo y forma un heterodímero con el receptor
RX retinoico, que se une a los elementos de respuesta de la vitamina D y estimula la
transcripción de diversos genes, se calcula que el 3 % de los genes son regulados por la
vitamina D.(11-6)
       El VDR pertenece a la supe familia de receptores esteroideos/tiroideos y es un factor de
transcripción ligando- inducido. Contiene una región de unión al ligando y otra de unión al DNA
correspondiente a elementos respondedores a VD (VDRE) (figura 2). El VDR libre está en
equilibrio entre el citoplasma y el núcleo.(18)
       Las señales celulares de la vitamina 1,25-(OH)2-D3 son transducidas por un receptor
nuclear que tiene muchas de las propiedades estructurales y funcionales de los receptores para
las hormonas esteroideas. Este receptor contiene varias regiones bien definidas que pueden
funcionar de forma autónoma.

       El dominio N-terminal para la unión al DNA (DNA-BindingDomain, DBD) contiene dos
fragmentos de 30 residuos con capacidad para ligar al cinc (llamados dedos para el cinc). Estas
estructuras son las responsables de que el receptor para la vitamina D (VDR) pueda unirse a
los promotores de los genes vitamina-D dependiente.

       El dominio DBD es también el responsable de la heterodimerización del receptor VDR
con el receptor para los retinoides (RXR), un proceso indispensable para que el VDR tenga una
alta afinidad hacia el DNA. Además, el receptor contiene un dominio de unión de ligandos
(ligand-bindingdomain, LBD) que constituye la región carboxi-terminal del receptor en la que
reside la capacidad del receptor para unirse a la vitamina D (u otras moléculas con una
estructura capaz de mimetizar la vitamina D)(9)

6.4.2 Los polimorfismos genéticos del gen VDR
       El gen del VDR se localiza en el cromosoma 12 (12q13.11). Tiene 11 exones y 4
regiones polimórficas.14,15 La mutaciones deletéreas en el gen VDR ocasionan raquitismo
resistente a calcitriol, una rara enfermedad monogénica Fig. . También se conocen varios
polimorfismos de este, que son detectados por enzimas de restricción: BsmI (para rs1544410),
ApaI (para rs7975232) y TaqI (para rs731236).17 Estos polimorfismos están ubicados en la
región 3’ del intrón 9 y exón 10 del gen VDR (Ensembl: ENSG00000111424). (12)
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      Funciones de VDR como un factor de transcripción cuando se unen a la 1,25-
dihidroxivitamina D FIG.3 . RDT están presentes en las células pancreáticas β y la vitamina D
es esencial para la secreción normal de insulina. Varios polimorfismos VDR se han encontrado
desde la década de 1990, incluyendo Apa1, EcoRV, Bsm1 (44), Taq1, Tru9, Fok1, y Cdx2 .
Hasta la fecha, tres adyacentes de restricción de polimorfismos de longitud de fragmentos de
Bsm1, Apa1 y Taq1at el extremo 3 'del gen VDR han sido el más estudiado. Polimorfismos de
VDR se ha informado que estar relacionado con DM tipo 1.


      El polimorfismo Bsm1 se ha demostrado que se asocia con DM tipo 1 en los indios que
viven en el sur del país, y las combinaciones de Bsm1/Apa1/Taq1 se ha demostrado que
influyen en la susceptibilidad a la diabetes tipo 1 en los alemanes.




      FIG.4 Fuente: R. Jofré. Polimorfismos del gen del receptor de la vitamina D (VDR)




      Figura 5: Receptor de la vitamina D Fuente: Aitor Delmiro Magdalena Febrero 2008

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Fuente:J Med Genet 2000;37:804-807 doi:10.1136/jmg.37.10.804
FIG.4 Cromosoma 12 es uno de los 23 pares de cromosomas en seres humanos. Normalmente, las personas tienen dos
copias de este cromosoma. Cromosoma 12 se extiende alrededor de 143 millones de pares de bases (el material de
construcción de ADN) y representa entre el 4 y el 4,5 por ciento del total de ADN en las células.La identificación de los genes en
cada cromosoma es un área activa de la investigación genética. Dado que los investigadores utilizan diferentes métodos para
predecir el número de genes en cada cromosoma, el número estimado de genes varía. Cromosoma 12 contiene probablemente
entre 1.000 y 1.300 genes. También contiene el grupo C Homeobox genes.

        En la DM tipo 2, el gen VDR polimorfismo genotipo AA fue encontrado para ser asociado
con la secreción defectuosa de insulina, una población con riesgo aumentado de diabetes
Mellitus tipo 2.
        6.5 Vitamina D y Diabetes Mellitus
        Existe evidencia que destaca el rol fundamental que desempeña la vitamina D en la
secreción normal de insulina, incluyendo un efecto directo sobre los VDR en las células β y uno
indirecto mediado por la existencia de proteínas fijadoras de calcio dependientes de vitamina D
en los tejidos pancreáticos (13). De hecho, se ha reportado que pacientes deficientes de vitamina
D y con limitada secreción de insulina, muestran una mejora en la síntesis de ésta última una
vez que la vitamina es suplementada en la dieta.(12)

        Así en la década de de los 80, se demostró mediante experimentos en animales como
los conejos que la deficiencia de vitamina D se asociaba a la disminución en la secreción
pancreática de insulina, lo que sugirió un papel en la función del páncreas endocrino,
Posteriormente, dicha asociación entre la vitamina D y la diabetes mellitus fue reforzada por el

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descubrimiento del receptor de la vitamina D (VDR) y la proteína de unión de la vitamina D
(DBP) en tejido pancreático, particularmente en las células β, y también en varias células del
sistema inmune. (14)



                                                          Figura 6: La vitamina juega un papel importante en la
                                                          homeostasis de la glucosa a través de distintos
                                                          mecanismos. La vitamina D no solo es esencial para el
                                                          funcionamiento normal de la célula beta, sino que también
                                                          mejora la sensibilidad a la insulina en células diana,.
                                                          todos los mecanismos apuntalan los efectos preventivos
                                                          de la vitamina D en el desarrollo de de la diabetes tipo 1 y
                                                          diabetes tipo 2

                                                          Fuente: Femke Baeke, 2009




Fuente: Takiishi T Gysemans C, Bouillion R,
2010

Figura 7:        Mecanismo de la vitamina D
activa en la proteccion contra la diabetes. La
1,25 dihidroxivitamina D3 juega un papel
importante en la homeostasis de la glucosa a
traves de difeentes mecanismos, mejora la
funcion de la celula β y optimiza la sensibilidad
a la insulina en las celulas blanco (higado,
musculo       esqueletico,   tejido    adiposo).
adicionalmente, la 1,25 hidroxivitamina D3,
protege las celulas β del daño del ataque
inmune, por su accion directa sobre los
linfocitos B, y tambien por su accion indirecta



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sobre las otras celulas del sistema inmune tales como macrofagos, celulas dentriticas y linfocitos T. adicionalmente, los
macrofagos, celulas dendriticas, y linfocitos T y B pueden sintetizar 1,25 hidroxivitamina D3, lo cual a su ves contribuye con la
regulacion de las respuestas inmunes locales


6.5.1. Vitamina D y función de la célula 
        El tejido pancreático, en particular las células, expresa la enzima 1α hidroxilasa, el VDR
y las proteínas de unión de calcio dependiente de vitamina D (PUCDVD), lo que sugiere la
participación de la vitamina d (VD) en la secreción de la insulina.

        Varios estudios apoyan un papel de la vitamina D en la función de las células β a través
de efectos directos e indirectos. El efecto directo es donde la vitamina D se une directamente al
receptor de vitamina D en las célula β pancreática. El efecto puede ser indirecto a través de su
papel importante y reconocido en la regulación del calcio extracelular y el flujo de calcio a través
de la células β.

6.5.2.La estimulación de la secreción de insulina por la vitamina D y el calcio
                                                                          (15)
         La secreción de la insulina depende del calcio                      , y se ha reportado que la deficiencia
de la vitamina D se acompaña del deterioro de la glucosa como consecuencia de una alteración
en la secreción de la insulina.

        La participación de la VD en la secreción de insulina ocurre de varias maneras. Una de
ellas es aumentando la concentración de calcio intracelular mediante los canales no selectivos
de calcio dependientes de voltaje; facilita la conversión                         de proinsulina a insulina ya que
permiten que estas las endopepidasas calcio-dependientes de la celula β se anclen, y regula
varios procesos de de la glicolisis, la cual tiene un papel fundamental en la señalización de la
concentración de la glucosa circulante.

        Ahora podemos mencionar que hay evidencia de que la vitamina D puede estimular la
secreción de insulina pancreática directamente. La vitamina D ejerce sus efectos a través de los
receptores de la vitamina D nuclear. Los efectos estimulantes de la vitamina D sobre la
secreción de insulina sólo pueden manifestarse cuando los niveles de calcio son adecuados. La
secreción de insulina es un proceso dependiente de calcio, y por lo tanto las alteraciones en el
flujo de calcio pueden tener efectos adversos sobre la función de las células β secretaria. (16)


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Fuente: Gomes Roberto 2010

Figura 8: La vitamina D aumenta la concentracion del calcio intracelular mediante los canales no
selectivos de calcio dependientes de voltaje, facilita la conversion de proinsulina a insulina y regula
varios procesos de la glicolisis, la cual juega un papel fundamental en la señalizacion de la
concentracion de la glucosa circulante, con ello modula la secrecon de insulina

       La vitamina D es indispensable para la secreción normal de insulina en animales y en
humanos. La deficiencia de esta vitamina se relaciona con un pobre funcionamiento de las
células β del páncreas y con disminución en la secreción de insulina.

       De manera directa mejora la conversión de proinsulina en insulina. Sus acciones
indirectas se han asociado con el sistema renina-angiotensina, del que el mecanismo molecular
no se ha dilucidado. Se ha demostrado una relación inversa entre las concentraciones séricas
de vitamina D en relación con las concentraciones séricas de renina plasmática. Debido a estas
observaciones se ha estudiado la relación entre el sistema renina-angiotensina (Figura 7).



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                                                                            Figura              9:
                                                                                       Mecanismo
                                                                            asociado     de     la
                                                                            hipovitaminosis     D
                                                                            con     el    sistema
                                                                            renina angiotensina
                                                                            y su papel en la
                                                                            resistencia    a    la
                                                                            insulina.




Fuente; García Miriam 2012

      Se ha propuesto que esta acción está mediada por varias vías de señalización en el
receptor de insulina, sustrato del receptor de insulina, inositol trifosfato cinasa (PI3-K). El
receptor de angiotensina (AT1) modula la señalización de insulina en el músculo esquelético a
través de la inhibición de PIK-3; sin embargo, también se asocia con aumento en la resistencia
periférica a la insulina. Está demostrado que las bajas concentraciones de vitamina D se
relacionan con intolerancia a la glucosa y respuestas hiperinsulinémicas en pruebas de
tolerancia a la glucosa por vía oral. La obesidad es el mayor problema de salud en los países
occidentales,(24) es un factor de riesgo importante para enfermedad cardiovascular, cuando se
asocia con resistencia a la insulina. Es más prevalente su deficiencia en pacientes obesos y se
ha sugerido que ésta es secundaria a la acumulación de 25(OH) D en el tejido adiposo.

      Podemos mencionar entonces que la VD participa en la sensibilidad a la insulina de dos
maneras: mediante el metabolismo del calcio, elemento indispensable en la acción de la
insulina, y regulando la expresión del gen del receptor de la insulina; el calcio es fundamental
en el tejido muscular para el transporte de glucosa, inducido por el ejercicio, mientra que su
depleción disminuye el transporte de glucosa y contribuye la resistencia a la insulina. La VD
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favorece la acción de la insulina regulando la expresión del gen del receptor de la insulina, al
estimular promonocitos humanos con 1.25 (OH)2 VD3, se incrementa la expresión del RNAm
del receptor de la insulina y se incrementa 1.3 veces la captación de insulina, comparado con
células no expuestas.(17)

       En la asociación entre deficiencia de vitamina D, y el sistema renina-angiotensina y la
resistencia a la insulina, la deficiencia se vincula con incremento de la síntesis de renina-
angiotensina II. Esto incrementa la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), que
activan la NADPH oxidasa y las proteínas G de alto y bajo peso molecular (RhoA) que inhiben
el receptor de insulina (InsR) por la fosforilación del sustrato del receptor de insulina (IRS). Las
especies reactivas de oxígeno inhiben el inositol trifosfato cinasa (PI3-K) y la cinasa de treonina
(Akt), que son los que interrumpen el trasporte de glucosa por el GLUT 4 que generan
resistencia periférica a la insulina. (18)

6.5.3.Resistencia a la insulina:
       La resistencia a la insulina se define como la disminución de la capacidad de la insulina
para ejercer sus acciones biológicas en tejidos diana típicos, como el músculo esquelético, el
hígado o el tejido adiposo.

       Por lo tanto podemos decir: Varios estudios han indicado una relación entre la vitamina D
y el riesgo de diabetes o intolerancia a la glucosa. La vitamina D se ha propuesto que juegan un
papel importante y ser un factor de riesgo en el desarrollo de la resistencia a la insulina y la
patogénesis de la DM tipo 2 ya que afectaban sensibilidad a la insulina o la función de las
células β, o ambos(19)



6.6. Diabetes Mellitus Tipo 1

       La DM1 es una de las enfermedades crónicas más frecuentes en la infancia, con una
incidencia creciente en muchas partes del mundo en las últimas décadas. Se han asociado
varias regiones cromosómicas y genes con la DM1, que influyen en la susceptibilidad y
resistencia e indican que en la mayoría de los casos se trata de una enfermedad poligénica. (20)


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6.6.1. Genes de riesgo más establecidos
         La mayoría de los genes asociados con la DM1 afectan a la regulación de la tolerancia
inmunológica, al carácter de dicha respuesta, a los mecanismos de defensa de las células beta
o a la producción de citocinas y monocinas. La principal región genómica asociada con el riesgo
de DM1 y de otras enfermedades autoinmunes es el complejo mayor de histocompatibilidad
(MHC) que incluye a los genes que codifican el antígeno leucocitario humano (HLA), crucial
para la presentación de antígenos.

         Otros genes relevantes implicados en la DM1 son el INS, el gen del antígeno-4 asociado
al linfocito T citotóxico (CTLA4) y el gen de la protein tirosín fosfatasa no-receptor tipo 22
(PTPN22). Actualmente, se conocen más de 50 regiones no-HLA que afectan al riesgo genético
de la DM1.(21)

6.6.2. Complejo mayor de histocompatibilidad

         La región del HLA, situada en el cromosoma 6p21,3, una región de 3,5 Mb con >200
genes, es la región más establecida de riesgo de DM1 (IDDM1). El HLA I contiene HLA-A, HLA-
B y HLA-C; el HLA II contiene HLA-DR (DRA, DRB), HLA-DQ (DQA,DQB) y HLA-DP (DPA,
DPB), y el HLA III,



Figura    10:     Complejo
Mayor                  de
Histocompatibilidad




                                F
                        uente: Wiebe JC, Wägner A M, Genética de la diabetes mellitus



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       localizado entre el I y el II, incluye a los genes del complemento C2, C4, Bf, genes de
proteínas de choque térmico (HSP70), genes del factor de necrosis tumoral (TNF).(21)

       Los HLA de clase II son responsables de hasta un 50% del riesgo genético de la DM1, no
explican toda la asociación del MHC con la DM1.

              6.7.Genes fuera del complejo mayor de histocompatibilidad

       El gen de la insulina (INS), localizado en el cromosoma 11p15,5 (IDDM2), se expresa en
las células beta y en el timo humano. Estudios recientes confirman que la insulina es una diana
                                                                         (22
principal de las células T autorreactivas en personas con DM1.              ) Según los estudios
epidemiológicos, existen diferencias en la incidencia de la DM1 en función de la latitud
geográfica y la exposición solar, y la ingestión de vitamina D durante el embarazo y la infancia
parece tener un efecto protector frente a la enfermedad.(23)

6.8. Vitamina D y Diabetes Mellitus Tipo 1
       Ahora se han descrito otras regiones no incluidas en el complejo principal de
histocompatibilidad que también han contribuido a la comprensión de los mecanismos
inmunológicos involucrados en la enfermedad; entre ellos figuran el gen de la insulina en el
cromosoma 11 (INS), el receptor de la interleucina (IL) 1 en el cromosoma 2 (IL-1R), el antígeno
4 asociado al linfocito T citotóxico (CTLA-4), el gen PTPN22 y el gen del receptor de vitamina
D (VDR), para los que se ha descrito un menor efecto en la susceptibilidad a desarrollar
diabetes tipo1(24)
       Desde el punto de vista inmunológico, y específicamente relacionado con el desarrollo de
diabetes tipo 1, se ha demostrado que el tratamiento de algunos animales diabéticos no obesos
con análogos de 1α,25-dihidroxivitamina D3 –1,25- (OH)2 D3; su forma bioactiva– reduce
notablemente la progresión de la insulitis y, en consecuencia, inhibe el desarrollo de diabetes
tipo 1 en dosis no hipercalcemiantes.

       En términos de la función inmunomoduladora de la vitamina D, se ha observado que la
1,25-(OH)2 D3 inhibe in vitro la proliferación de células T específicas y eventualmente restringe
la producción de las citocinas IL-2 e interferón gamma (INF-), típicas del perfil de secreción de

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linfocitos de tipo T helper-1 (Th1), además de activar la expresión de IL-4 y de factor
transformador de crecimiento 1 (TGF-1) (inhibe la proliferación y diferenciación de células T y
B, y antagoniza los efectos de IL-2, factor de necrosis tumoral alfa e INF-). También tiene
efectos sobre la IL-12 (que induce la secreción de INF- por células T y citolíticas, se comporta
como factor de crecimiento y mejora la actividad citolítica de éstas) y sobre el factor estimulador
de colonias granulocíticas y microcíticas (promotor de la respuesta inmunitaria que estimula la
producción de macrófagos). Todo esto se debe a la inhibición de la diferenciación del subtipo
linfocitario Th1 y a la generación de un aumento de la reactividad de los linfocitos T
reguladores. Es sabido que la presentación de autoantígenos específicos de células beta a los
linfocitos Th1 es el paso esencial en el inicio de la enfermedad y que las citocinas secretadas
por este tipo de linfocitos induce el daño a las células beta pancreáticas, ya sea por la liberación
de radicales libres o por la acción de linfocitos citotóxicos. Por lo tanto, sobre la base de estos
antecedentes, se planteó un estudio de casos y controles cuyo objetivo fue caracterizar el
polimorfismo Fok I de VDR y analizar su posible asociación con los valores séricos de 25-
hidroxivitamina D –25(OH) vitamina D–, INF- y TGF-1. (26)

6.8.1. El análisis de las variantes del receptor de la vitamina D en la
secuencia del gen de la diabetes tipo 1
      La vitamina D es conocida para modular el sistema inmune, y su administración se ha
asociado con un riesgo reducido de diabetes tipo 1. La vitamina D actúa a través de su receptor
(VDR). Cuatro polimorfismos de nucleótido único (SNP) del gen VDR han sido comúnmente
estudiados, y la evidencia de asociación con la diabetes tipo 1de igual manera. (27)

6.8.2. Los polimorfismos genéticos del gen VDR

Funciones de VDR como un factor de transcripción cuando se unen a la 1,25-dihidroxivitamina
D. están presentes en las células pancreáticas β y la vitamina D es esencial para la secreción
                     (28)
normal de insulina      . Varios polimorfismos VDR se han encontrado desde la década de 1990,
incluyendo Apa1 , EcoRV, Bsm1, Taq1, Tru91, Fok1, y Cdx2. Hasta la fecha, tres adyacentes
de restricción de polimorfismos de longitud de fragmentos de Bsm1, Apa1 y Taq en el extremo



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3 'del gen VDR han sido el más estudiado. Los Polimorfismos de VDR se ha informado que
estar relacionado con DM tipo 1. (29)
       En la DM tipo 1, cuatro conocidos polimorfismos (Fok1, Apa1, Bsm1 y Taq1) en el gen
VDR han sido implicados en la susceptibilidad a la diabetes tipo 1, sin embargo los resultados
hasta la fecha no han sido concluyentes. Unos análisis indican que el polimorfismo Bsm1 se
asocia con un mayor riesgo de diabetes tipo 1, mientras que los Fok1, Apa1, y Taq1
                                                            (30).
polimorfismos no lo son, especialmente en los asiáticos             El genotipo VDR puede afectar a la
resistencia a la insulina, tanto en lo que respecta a la secreción de insulina (el polimorfismo
VDR Apa1) y resistencia a la insulina (el polimorfismo Bsm1 VDR)

       La deficiencia de vitamina D es más común en pacientes con diabetes tipo 2 que con
diabetes tipo 1. No obstante, su posible rol en la génesis de esta última se ha dilucidado con
mayor profundidad.

       Por lo tanto podemos decir en resumen:

       En la diabetes mellitus tipo 1, la 1,25-(OH)2D3, tiene notables efectos antiinflamatorios e
inmunomoduladores que podrían ser de utilidad en su tratamiento.
       En condiciones experimentales, la vitamina D inhibe la proliferación y la función citotóxica
de los linfocitos T. Cuando se añade a cultivos de células mononucleares periféricas (PMBCS),
el 1,25-(OH)2D3 disminuye la proliferación y la síntesis de inmunoglobulinas y de citoquinas,
que incluyen a la interleukina-1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL- 12, factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) e
interferón- γ (IFN-γ), lo que implica una regulación de la respuesta Th1. Sin embargo, la 1,25-
(OH)2D3 también promueve la producción de IL-4, IL-5 e IL-10, con lo cual promueve la
activación de la respuesta Th2. Gracias a este cambio de respuesta de las células T, se protege
a las células beta de la lesión pancreática orquestada por las citoquinas de la respuesta Th1. El
1,25-(OH)2D3 tiene la capacidad de disminuir la actividad presentadora de antígenos de los
macrófagos hacia los linfocitos mediante la reducción de la expresión de moléculas del
complejo mayor de histocompatibilidad tipo II (MCH-II) en la superficie celular. Además, también
podría proteger contra el desencadenamiento de la diabetes tipo 1, a través del estímulo y
reclutamiento de las células T reguladoras CD4+ y CD8+ en el sitio de la lesión pancreática.
Todas estas acciones en conjunto, tiene como objetivo disminuir la respuesta inflamatoria y la

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inmunidad           mediada           por        células         propias          de        esta          enfermedad .(32)




FIG.11
       El genotipo VDR puede afectar a la resistencia a la insulina, tanto en lo que respecta a la secreción de insulina (el
polimorfismo VDR Apa1) y resistencia a la insulina (el polimorfismo Bsm1 VDR)

6.9. Diabetes Mellitus Tipo 2
          La DM2, con mucho la forma más frecuente de la enfermedad (90%), es consecuencia
de una compleja interacción entre múltiples genes y diversos factores ambientales aún no
completamente entendidos, y se caracteriza por defectos en la secreción y en la acción de la
insulina que conducen a la hiperglucemia. Se han podido identificar hasta 28 genes asociados
con DM2 que, sin embargo, sólo explican un 10% de la susceptibilidad genética a presentar la
enfermedad.(16)

6.9.1. Vitamina D y Diabetes Mellitus 2


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       Una revisión reciente indica que la deficiencia de vitamina D puede predisponer a la
intolerancia a la glucosa, alteración de la secreción de insulina y la diabetes tipo 2, ya sea a
través de una acción directa a través de receptor de vitamina D (VDR) o indirectamente a través
de la activación de hormonas calcémicos y también a través de la inflamación.

       En contraste con la diabetes tipo 1, que está relacionada con la destrucción autoinmune
de las células β pancreáticas, que conduce a la deficiencia de insulina absoluta, tipo 2 implica el
desarrollo de diabetes pancreática afectada la función celular, resistencia a la insulina y la
inflamación. Aunque mecánicamente claro, se ha sugerido que los factores ambientales y
genéticos parecen estar involucrados en el desarrollo de la diabetes de tipo 2 ; también, los
datos humanos y experimentales apoyan el papel de la vitamina D en estas vías.
Debido a la presencia tanto de 1-α-hidroxilasa y VDR en células β pancreáticas, la vitamina D
es importante para la síntesis y liberación de insulina . En algunos animales, la deficiencia de
vitamina D inducida por deficiencia de la secreción de insulina y la tolerancia a la glucosa que
                                                             (33)
se corrigió parcialmente después de vitamina D se repuso.

       Se ha reportado que la mejoría en el manejo de la vitamina D en pacientes diabéticos
tipo 2 mejora la resistencia a la insulina, todo esto se explica porque la células  expresan
receptores VDR y su estimulo por parte de la 1.25-hidroxivitamina D3 facilita la produccion de
insulina: adicionalmente, el VDR se expresa en los tejidos blanco de la insulina, favoreciendo la
                                              (34)
sensibilidad de estos tejidos a la insulina

       Estudios posteriores han mostrado que la disminución de en la ingesta y en los niveles
de de vitamina D se asocia con disminución de la sensibilidad a la insulina y riesgo
incrementado de desarrollar síndrome metabólico y diabetes mellitus tipo 2

       La diabetes tipo 2 se caracteriza por la presencia de alteraciones en la secreción de
insulina y defectos en su reconocimiento (resistencia), trayendo consigo intolerancia a la
glucosa y un aumento de su síntesis endógena.(35) Recientemente la hipovitaminosis D se ha
señalado como factor de riesgo para la intolerancia a la glucosa, encontrándose un aumento en
la secreción de insulina y una mejora considerable en la tolerancia a la glucosa en pacientes
que reciben tratamiento suplementado con vitamina D y estableciéndose, por tanto, una
asociación inversa entre los niveles de vitamina D y el riesgo a desarrollar diabetes tipo 2. La
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inflamación sistémica asociada con la diabetes tipo 2, mediada por citoquinas que inducen la
apoptosis de las células β, también puede ser modulada por los efectos de esta vitamina .(36)
      Cabe destacar que la prevalencia de este tipo de diabetes es elevada en pacientes con
obesidad, la cual se relaciona con la hipovitaminosis D, debido que la vitamina es
eficientemente depositada en las fuentes de almacenamiento de grasa corporal donde no es
completamente biodisponible. Esto resulta curioso, ya que al ser la obesidad abdominal un
factor de riesgo para síndrome metabólico, la misma pudiera apoyar a la disminución de los
niveles séricos de 25(OH)D y traería consigo resistencia a la insulina. Aunque esta hipótesis
sería una explicación del por qué los pacientes a la larga pudieran desarrollar diabetes tipo 2,
está lejos de ser comprendida en su totalidad(37).

      6.10. EVIDENCIA DE LA INTERVENCIÓN CON SUPLEMENTOS DE
      VITAMINA D

       La gestión de los pilares para la deficiencia de vitamina D es la suplementación con
vitamina D para prevenir o mejorar la enfermedad. Varios estudios apoyan que la
suplementación con vitamina D puede afectar la homeostasis de la glucosa o mejorar la
resistencia a la insulina(37). Restauración de niveles de vitamina D fue demostrado mejorar la
tolerancia a la glucosa en un estudio sobre la mujer hipocalcémico uno con deficiencia de
             (38).
vitamina D           Un aumento significativo en los niveles séricos de calcio y una reducción en los
niveles séricos de ácidos grasos libres se han encontrado después de tomar vitamina D
                        (39)
suplementaciones               .Recientemente, un estudio de Nueva Zelanda encontró que las mujeres
del sur de Asia con resistencia a la insulina mejoró notablemente después de tomar
                                     (40)
suplementos de vitamina D                   .Las óptimas concentraciones de vitamina D para reducir la
resistencia a la insulina se han demostrado para ser 80 a 119 nmol / L, proporcionando
evidencia adicional de un aumento en los niveles adecuados recomendados (41) .




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7.    DISEÑO METODOLOGICO


      Método utilizado es: El estudio respectivo es de carácter descriptivo en el cual es de corte
transversal retrospectivo.

      El ambiente de estudio fue sitios de internet, sala bibliotecaria, y ambientes destinados al
estudio
Los materiales utilizados:
     o Libros
     o Artículos científicos
     o fichas bibliográficas
     o Fotocopias


8. DISCUSION

        Los mecanismos moleculares de la patogénesis de la diabetes Mellitus aún no se han
dilucidado. Varios estudios han informado recientemente de una asociación entre DM tipo 1 y 2
con los polimorfismos VDR genes. Este estudio demostró una estrecha relación entre la DM con
los polimorfismos VDR.




8.    CONCLUSIONES
          Estas acciones genómicas de 1,25 D3 podría representar efectos beneficiosos
      asociados con la mejora de la diabetes a través de mecanismos que posiblemente implican
      la activación directa de la transcripción del gen de rata receptor de la insulina. El candidato
      VDR es identificado puede responder a 1,25 D3 a través de la activación del receptor de la
      vitamina D, aunque este debe ser investigado.




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37. Forouhi NG, Luan J, Cooper A, Boucher BJ,             40. Grimnes G, Emaus N, Joakimsen RM,
    Wareham NJ: Baseline serum 25-hydroxy vitamin             Figenschau Y, Jenssen T, Niolstad I, Schirmer H,
    d is predictive of future glycemic status and             Jorde R: Baseline serum 25-hydroxyvitamin D
    insulin resistance: the medical research council          concentrations in the Tromso Study 1994–1995
    Ely prospective study 1990–2000.                          and risk of developing type 2 diabetes mellitus
                                                              during 11 years of follow-up. Diabet Med 2011,
    Diabetes 2008, 57:2619-2625. PubMed Abstract |            27:1107-1115.
    Publisher Full Text | PubMed Central Full Text

38. Akin F, Ayça B, Köse N, Duran M, Sar M, Uysal         41. Von Hurst PR, Stonehouse W, Coad J. Vitamin D
    OK, Karakukcu C, Arinc H, Covic A, Goldsmith D,           supplementation reduces insulin resistance in
    Okçün B, Kanbay M: Serum vitamin D levels are             South Asian women living in New Zealand who
    independently associated with severity of                 are insulin resistant and vitamin D deficient-a
    coronary artery disease.
                                                              randomised, placebo-controlled trial. British
                                                              Journal of Nutrition. 2010;103(4):549–555.
    J Investig Med 2012.
                                                              [PubMed




     M080              GRUPO: J4                SUB GRUPO: 1                    León M. ; Quispe S. ; Tola G.

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  • 1. DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D (M080) GRUPO : J4 SUB GRUPO: 1 COMPONENTES :  LEÓN PACARI MÓNICA JAQUELINE  QUISPE OLIVA SARAI BLANCA  TOLA TARQUI GLAUCIA BETTY AUX. DOCENTE: UNIV. FRANCO AGUILAR SALAZAR DOCENTE: DR. JULIO PÉREZ GONZALES FECHA: 03/10/12 LA PAZ – BOLIVIA 2012
  • 2. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D |2 “Lo que sabemos es una gota; lo que ignoramos un inmenso océano. La admirable disposición y armonía del universo; no ha podido sino salir del plan de un Ser omnisciente y omnipotente”. ISAAC NEWTON M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 3. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D |3 AGRADECIMIENTOS Primeramente a DIOS que nos dio la oportunidad de estar sanos y salvos ayudándonos en el conocimiento y emprendimiento del saber. Agradecemos a nuestros PADRES por el apoyo brindado y afecto en el transcurso de nuestra formación. A los DOCENTES de la Cátedra de Bioquímica y Biología Molecular por incentivar este tipo de actividades los cuales ayudan enriquecer nuestros conocimientos para nuestra formación en Excelencia. M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 4. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D |4 TABLA DE CONTENIDOS PAG. 1. RESUMEN....................................................................................................................................5 2. INTRODUCION.............................................................................................................................6 3. JUSTIFICACION...........................................................................................................................7 4. OBJETIVOS.................................................................................................................................8 4.1OBJETIVO GENERAL 4.2OBJETIVO ESPECÍFICO 5. MARCO REFERENCIAL...............................................................................................................9 6. MARCO TEORICO………………………………………………………………….……….……….....……10 6.1 HISTORIA DE LA VITAMINA D…………………………………………..……….……...………10 6.1.2 DESCUBRIMIENTO DEL RECEPTOR 1Α, 25(OH)2 D3 6.2 VITAMINA D 6.2.1. FUNCIONES DE LA VITAMINA D……………………………………………………………..11 6.2.2. NECESIDADES DIARIAS 6.2.3. MARCADORES. 6.3.1. METABOLISMO DE LA VITAMINA D :……………………………………………………………….12 6.3.2. SÍNTESIS DE 1,25-HIDROXIVITAMINA D 6.4. ACCIONES MOLECULARES DE LA VITAMINA D:…………………………………………………....13 6.4.1 RECEPTOR DE LA VITAMINA D (VDR) 6.4.2 LOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS DEL GEN VDR 6.5 VITAMINA D Y DIABETES MELLITUS………………………………………………………………..….18 6.5.1. VITAMINA D Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA  6.5.2.LA ESTIMULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE INSULINA POR LA VITAMINA D Y EL CALCIO 6.5.3.RESISTENCIA A LA INSULINA: 6.6. DIABETES MELLITUS TIPO 1………………………………………………………………………..…..22 6.6.1. GENES DE RIESGO MÁS ESTABLECIDOS 6.6.2. COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD 6.7. GENES FUERA DEL COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD 6.8. VITAMINA D Y DIABETES MELLITUS TIPO 1 6.8.1. EL ANÁLISIS DE LAS VARIANTES DEL RECEPTOR DE LA VITAMINA D EN LA SECUENCIA DEL GEN DE LA DIABETES TIPO 1 6.8.2. LOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS DEL GEN VDR 6.9.1. VITAMINA D Y DIABETES MELLITUS 2…………………………………………………………...….28 6.10. EVIDENCIA DE LA INTERVENCIÓN CON SUPLEMENTOS DE VITAMINA D………………..….30 7. DISEÑO METODOLOGICO……………………………………………………………….………………….31 8. DISCUSION 9. CONCLUSION Y RECOMENDACIONES 10. BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………………………..32 11. ANEXOS……………………………………………………………………………………………...………..33 M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 5. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D |5 1. RESUMEN DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D Objetivo: Analizar el gen receptor de vitamina D (VDR) y su relación con la susceptibilidad a desarrollar diabetes Mellitus. Diseño del trabajo: Se realizo un estudio descriptivo del tema estructurándolo en enunciados y esquemas. Resumen: La vitamina D (VD) es conocida en el metabolismo óseo y mineral; sin embargo, ahora su administración es asociada con un riesgo reducido de diabetes Mellitus. La VD actúa a través de su receptor (VDR) que se localiza en el cromosoma 12q14. Cuatro polimorfismos de nucleótido único (SNP) del gen VDR han sido estudiados con las concentraciones de VD en su asociación con la diabetes. El papel potencial de la deficiencia de VD en la resistencia a la insulina se ha propuesto para ser asociada con polimorfismos genéticos heredados que incluyen la vitamina D-la proteína de unión, receptor de la vitamina D, y vitamina D gen 1 alfa-hidroxilasa. Discusión: En esta meta-análisis de datos de varios informes sobre una posible asociación genética entre la diabetes Mellitus y polimorfismos de VDR, se encontró evidencia; pero el mecanismo subyacente requiere una mayor exploración. Conclusión: La VD ha pasado a ser de solo una vitamina a una prohormona con múltiples efectos; por lo tanto su deficiencia será un factor de riesgo; encontrando así su asociación genética entre la diabetes Mellitus y polimorfismos VDR. Palabras clave: Vitamina D, Diabetes Mellitus, Células Beta, Insulina, receptor VDR M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 6. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D |6 2. INTRODUCCIÓN La incidencia de la diabetes Mellitus tipo 1y 2 (DM tipo1- 2) está aumentando a un ritmo alarmante, tanto a nivel nacional como a nivel mundial. Los defectos en páncreas de la función de las células β, sensibilidad a la insulina, y la inflamación sistémica, contribuyen al desarrollo de la DM. Dado que la resistencia a la insulina es un factor de riesgo para la diabetes, la comprensión del papel de los diversos factores de riesgos modificables nutricionales y otras que pueden contribuir a la patogénesis de la diabetes es importante. La obesidad y otros factores de estilo de vida, como el ejercicio, el consumo de alcohol, el tabaquismo y ciertos hábitos dietéticos también pueden desempeñar un papel importante. Se ha demostrado que la deficiencia de vitamina D en el organismo inhibe la secreción de insulina por parte de las células pancreáticas, lo que también se relacionaría con la prevención del desarrollo de DM. Por lo cual se empezó con diversos estudios genéticos llegando a conocerse el gen del receptor de vitamina D (VDR), utilizando la forma hormonalmente activa de la vitamina D para los que se ha descrito un menor efecto en la susceptibilidad a desarrollar DM. Siendo así el propósito de este trabajo revisar la información actual disponible sobre el papel de la VD y su asociación genética entre la DM y polimorfismos de VDR, encontrando evidencia de tal asociación. En este estudio, ponemos especial énfasis en la evidencia epidemiológica y los posibles mecanismos de estos efectos. Además, también revisar las estrategias terapéuticas que incluyen la vitamina D en el tratamiento de la resistencia a la insulina. M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 7. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D |7 3. JUSTIFICACION La vitamina D está asociada fuertemente con factores de riesgo individuales que condicionan varias patologías. La vitamina D se ha incrementado en el transcurso de los últimos años en paralelo con la mayor tasa de obesidad, riesgo cardiovascular, resistencia a la insulina, diabetes Mellitus, entre otros; en diversos grupos de población constituyendo un problema de salud pública en nuestro país y a nivel mundial. El incremento de la diabetes Mellitus es alarmante que conlleva a expandir respuestas de abordaje para solucionar la patología, algunos estudios revelan que al dar suplemento con vitamina D y restituir las concentraciones a niveles óptimos disminuya la resistencia a la insulina, lo que evitara la aparición del síndrome metabólico en pacientes con alto riesgo, como los obesos que son propensos a adquirir diabetes Mellitus. Las funciones clásicas de la vitamina D están bien estudiadas, sin embargo de manera reciente se adquirió numerosos conocimientos sobre la participación de la vitamina D en diversas funciones endocrinas las cuales aun están en desconocimiento para la población e incluso para algunos profesionales en salud lo cual repercutirá en la problemática. M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 8. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D |8 4. OBJETIVOS. 4.1 OBJETIVO GENERAL:  Explicar la importancia del Receptor de la Vitamina D (VDR) en relación con la susceptibilidad de desarrollar Diabetes Mellitus 4.2 OBJETIVO ESPECIFICO:  Adquirir conocimientos fundamentales de la vitamina D y describir la estructura química.  Indicar la influencia ejercida de las alteraciones del VDR para el desarrollo de la diabetes Mellitus.  Explicar la acción de la VD y su efecto en la función de las células β.  Analizar la influencia ejercida por la vitamina D sobre la secreción de la insulina.  Describir la deficiencia de Vitamina D como un indicador de la Diabetes Mellitus  Identificar la interrelación de la vitamina D y Diabetes Mellitus y su repercusión en la salud. M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 9. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D |9 5. MARCO REFERENCIAL  24 .25-OHD3 25-hidroxivitamina D3  25 (OH) D: 25-hidroxivitamina D  CYP1α 25-OHD3- 1α-hidroxilasa.  TFG: tasa de filtración glomerular  VR: Receptor de la vitamina D  ERC: enfermedad renal crónica  DM: Diabetes Mellitus  CKD-EPI: Enfermedad renal crónica  VDRE elementos respondedores a colaboración epidemiología vitamina D  TFG: tasa estimada de filtración  RXR receptor para los retinoides glomerular  LBD dominio de unión de ligandos  ACR: La albúmina a creatinina  31 . MHC complejo mayor de  O, Cuotas proporción, histocompatibilidad  IC: Intervalo de confianza  HLA antígeno leucocitario humano  RAS: sistema renina angiotensina  CTLA4 : antígeno-4 asociado al  NHANES: salud Encuesta nacional linfocito T citotóxico de examen de nutrición  PTPN22: proteína tirosina fosfatasa  ERT: Etapa final de enfermedad renal no-receptor tipo 22  CLIA: inmunoensayo  HSP: proteínas de choque térmico  DM: diabetes Mellitus  TNF: factor de necrosis tumoral  PLEIOTROPÍA (del griego pleio,  INS: gen de la insulina "muchos", y tropo, "cambios") es el  RI: resistencia a la insulina fenómeno por el cual un solo gen es  39. INF- : interferón gamma responsable de efectos fenotípicos o  TGF- 1: factor transformador de caracteres distintos y no crecimiento 1 relacionados.  SNP: polimorfismos de nucleótido  Gen DBP que codifica una proteína único que se une a una porción del gen que  PMBCS: cultivos de células codifica a la insulina. mononucleares periféricas  FGF-23 es un factor de fosfatúrica  PUCDVD: proteínas de unión de  KLOTHO (una proteína multifuncional calcio dependiente de vitamina D implicada en la homeostasis del  PI3-K: inositol trifosfato cinasa calcio y fosfato)  ROS: especies reactivas de oxígeno  Gc: globulina específica de grupo  IRS : sustrato del receptor de insulina  UVB: ultravioleta B  Akt : cinasa de treonina  22.25-HCC 25-hidroxicolecalciferol  DBP proteína de unión a vitamina D M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 10. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 10 6. MARCO TEORICO DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D La vitamina D es una compleja prohormona con innumerables acciones en múltiples sistemas fisiológicos, lo cual explica la diversidad de las patologías que se asocian con su deficiencia. Recientemente se ha encontrado que la vitamina D tiene funciones en muchos otros órganos, adicionales a los tradicionalmente conocidos (hueso, riñón, intestino y paratiroides), ya que al convertirse en su forma activa, que es la 1,25-dihidroxivitamina D3, actúa por efecto endocrino, autocrino y paracrino. (1) 6.1 Historia Desde la década de 1960 se realizaron extraordinarios descubrimientos sobre la fisiología y la bioquímica de esta vitamina.(2) El profesor Héctor F. De Luca es uno de los máximos expositores de la vitamina D que junto a su grupo de investigación en 1968 descubrieron que la vitamina D es hidroxilada por hígado y el riñón.(3) 6.1.2 Descubrimiento del receptor 1α, 25(OH)2D3 En la década de 1970 y de 1980 se fueron conformando grupos de investigación en el campo de la hormona D, ya que se había descrito el receptor de la 1,25(OH)2D3, y se empezaron a consolidar los conocimientos y a comprender a nivel bioquímico y molecular el sistema endocrino de la hormona D; se pensaba que la actividad biológica de esta hormona se limitaba al intestino, hueso y riñones. Este concepto empezó a modificarse con el descubrimiento del receptor de la 1a,25(OH)2D3 en el páncreas, por Sylvia Christakos en 1981. Con ello se generó otro concepto: la distribución del receptor nuclear para 1α,25(OH)2D3 puede darse en diferentes tejidos y que la respuesta biológica a la hormona D [1α,25(OH)2D3] puede ocurrir en cualquier célula que tenga un receptor nuclear.(4) 6.2 Vitamina D La vitamina D o calciferol es un heterolípido insaponificable del grupos de los esteroides(5) debe considerarse una hormona involucrada en un complejo sistema endocrino. M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 11. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 11 Se lo puede obtener de una fuente exógena a través de alimentos o de la producción endógena ya que la piel es el principal órgano productor de vitamina D la exposición a la luz solar, cuyos rayos ultravioleta provoca la conversión fotoquímica de la provitamina D a la vitamina D3 ,la forma activa.(5-6) La VD2 es una molécula de 28 carbonos derivada del ergosterol de las plantas y VD 3 cuenta con 27 carbonos que deriva del colesterol. La biosíntesis de la previtamina D3 tiene lugar principalmente en la capa del crecimiento de la epidermis en los estratos basal y espinoso(80-90%) ocurriendo el resto (10-20%) en la dermis.(7) 6.2.1. Funciones de la vitamina D La forma activa de la vitamina D3 tiene Entre las funciones no calcémicos son: varias funciones entre ellas:(8)  la inducción de la diferenciación en células mononucleares de sangre  efecto hormonal promotor de la vitamina periférica (PBMCs) D sobre la absorción intestinal de calcio  efectos antiproliferativos en muchos  La vitamina D facilita la absorción de tipos de cáncer fosfato en el intestino  La vitamina D reduce excreción renal de  propiedades inmunosupresoras vitamina D calcio y fosfato  Efectos de la vitamina D sobre el hueso  vitamina D también actúa como un  Efectos de la vitamina D en el sistema complemento necesario para la (8). inmune secreción de insulina 6.2.2. Necesidades diarias Según el IOM la cantidad diaria recomendada de vitamina D es. o 400 UI día para menores de un año o 600 UI día para edades comprendidas entre uno y 70 años incluido embarazo y lactancia o 800 UI día para adultos mayores de 70 años (8) 6.2.3. Marcadores. M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 12. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 12 Los niveles circulantes de 1,25(OH)2D3, son generalmente usados como marcadores de la insuficiencia de la vitamina D. El nivel sérico de 25(OH)D es el mejor indicador sérico de la vitamina D, ya que representa la suma de la producción cutánea de la misma y la ingestión oral de vitamina D2 y D3.(7) 6.4. METABOLISMO DE LA VITAMINA D : 6.4.1. SÍNTESIS DE 1,25-HIDROXIVITAMINA D La vitamina D3 proviene del 7-dehidrocolesterol o provitamina D3 , durante la exposición a los rayos solares, el 7-dehidrocolesterol absorbe la radiación ultravioleta (UVB) con una longitud de onda entre 290-315 nm, que la convierte en 5,7- dieno de la provitamina D3 , rompiendo el anillo B entre los carbonos 9 y 10 y dando lugar a un trieno 6,7-cis que se conjuga para formar un 9,10 dehidrocolesterol conocido como previtamina D3 mediante un proceso dependiente de temperatura(5-6) Figura N° 1 Síntesis y Metabolismo de la vitamina D de la D3 7- dehidrocolesterol durante la exposición a los rayos solares e es convertido a previtamina D3 que a su vez es rápidamente convertido a su forma activa D3 este proceso es dependiente de calor ,esta es transportada por medio de DBP hacia el hígado don sufre una primera hidroxilacion a 25 hidroxivitamina D 3, para su activación se dirige hacia el riñón donde por una 1a hidroxilasa la convierte en 1,25 dihidroxivitamina D3. Fuente: Espinosa N, Alfaro J, Balthazar V. Vitamina D: nuevos paradigmas M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 13. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 13 Una vez formada, la vitamina D3, estructuralmente incompatible con las cadenas hidrofóbicas de los ácidos grasos de la membrana plasmática, es expulsada hacia el espacio extracelular y se une a una proteína α-2 globulina específica de grupo (Gc) sintetizada en el hígado, conocida como proteína de unión a vitamina D (DBP) o transcalciferrina. En caso de existir una persistencia de la radiación UV, la previtamina D3 no se isomeriza a vitamina D3 sino que lo hace a taquisterol o luministerol, en un mecanismo protector del exceso de formación de vitamina D3.(5-6) 6.4.2.REGLAMENTO DE 1,25-HIDROXIVITAMINA D La producción de 1,25-hidroxivitamina D está regulada por el calcio sérico y los niveles de fósforo, hormona paratiroidea (PTH), y el factor de crecimiento de fibroblastos 23 (FGF-23). Niveles bajos de calcio y fosfato en suero resultado niveles en aumento de la actividad de 1α- hidroxilasa. La PTH estimula la transcripción de los receptores 4A2 1α-hidroxilasa y nuclear (NR4A2) es un factor clave en la inducción de la 1α-hidroxilasa transcripción por la PTH. 1,25- hidroxivitamina D, a su vez suprime la producción de PTH en el nivel de la transcripción (8) FGF-23 es un factor de fosfatúrica que promueve la excreción de fosfato renal mediante la inactivación del cotransportador de sodio-fosfato en el túbulo proximal. 1,25-hidroxivitamina D estimula la producción de FGF 23 en el hueso, y un mayor nivel de FGF-23 suprime la expresión de 1α-hidroxilasa en los riñones. FGF-23 requiere un Klotho (una proteína multifuncional implicada en la homeostasis del calcio y fosfato) como un cofactor para la señalización de FGF, y 1,25-hidroxivitamina D regula positivamente la expresión del gen Klotho en los riñones (9). Enlazada a la DPB, la vitamina D3 es transportada al hígado (y también a otros tejidos), donde sufre su primera hidroxilación en el carbono 25 catalizada por la enzima 25-hidroxilasa hepática dando como resultado la principal forma circulante de la vitamina D3, la 25- hidroxivitamina D3 (25-OH)D3 o calcidiol. Este metabolito tiene una prolongada vida media y es considerado como el índice de estado nutricional en vitamina D. (6) Aunque 25-(OH)D3 sea la principal forma circulante de vitamina D, biológicamente es inerte y para activarse requiere de otra hidroxilación, esta vez en el carbono 1 para formar 1,25- M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 14. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 14 (OH)2D3 o calcitriol por acción de la enzima 25-(OH)D3-1α-hidroxilasa (CYP1α), enzima oxidasa mitocondrial que se encuentra presente en las células tubulares renales y en otros tipos de células. La actividad de la CYP1α renal es estimulada por la hormona paratiroidea (PTH) e inhibida por niveles elevados de calcio. La producción extrarrenal se estimula por citoquinas (interferón γ y TNF, preferentemente) más que por la PTH y resulta poco inhibida por el calcio. La enzima 24 hidroxilasa es la encargada de llevar a cabo el catabolismo de la 1,25-(OH)2D3 y de la 25-OHD3, esto lo efectúa mediante una serie de oxidaciones que terminan en la activación de ambas formas de VD. (5) La enzima 24 hidroxilasa se encuentra en el riñón, este es el principal sitio del catabolismo de la vitamina D. (5) Fuente: scientific psychic vitaminas-y-minerales 2010 El VDR se encuentra en diferentes células del organismo, tanto en renales como en otros tejidos blanco que incluyen glándula paratiroidea , en las que el control de la transcripción del gen de la paratohormona (PTH) está mediado por el VDR, que inhibe la expresión del RNA mensajero (RNAm) de la PTH M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 15. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 15 6.4. ACCIONES MOLECULARES DE LA VITAMINA D: 6.4.1 Receptor de la vitamina D (VDR) La mayoría de las acciones biológicas del calcitriol están mediadas por su receptor esteroide nuclear específico, llamado receptor de la VD, VDR, una proteína con gran afinidad y especificidad por la vitamina D (VD).(9-10). El VDR se encuentra en diferentes células del organismo, tanto en renales como en otros tejidos blanco que incluyen glándula paratiroidea , en las que el control de la transcripción del gen de la paratohormona (PTH) está mediado por el VDR, que inhibe la expresión del RNA mensajero (RNAm) de la PTH(10), hueso, corazón, intestino, células endoteliales, linfocitos, megacariocitos, neumocitos, entre otros (10).FIG.2 Fuente: R. Jofré. Polimorfismos del gen del receptor de la vitamina D (VDR) Figura 3.-Activacion del VDR ,el dominio de union al DNA es responsable de la heterodimerizacion del VDR con el receptor de retinoides X para una afinidad hacia el DNA M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 16. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 16 El complejo calcitriol-VDR se transloca al núcleo y forma un heterodímero con el receptor RX retinoico, que se une a los elementos de respuesta de la vitamina D y estimula la transcripción de diversos genes, se calcula que el 3 % de los genes son regulados por la vitamina D.(11-6) El VDR pertenece a la supe familia de receptores esteroideos/tiroideos y es un factor de transcripción ligando- inducido. Contiene una región de unión al ligando y otra de unión al DNA correspondiente a elementos respondedores a VD (VDRE) (figura 2). El VDR libre está en equilibrio entre el citoplasma y el núcleo.(18) Las señales celulares de la vitamina 1,25-(OH)2-D3 son transducidas por un receptor nuclear que tiene muchas de las propiedades estructurales y funcionales de los receptores para las hormonas esteroideas. Este receptor contiene varias regiones bien definidas que pueden funcionar de forma autónoma. El dominio N-terminal para la unión al DNA (DNA-BindingDomain, DBD) contiene dos fragmentos de 30 residuos con capacidad para ligar al cinc (llamados dedos para el cinc). Estas estructuras son las responsables de que el receptor para la vitamina D (VDR) pueda unirse a los promotores de los genes vitamina-D dependiente. El dominio DBD es también el responsable de la heterodimerización del receptor VDR con el receptor para los retinoides (RXR), un proceso indispensable para que el VDR tenga una alta afinidad hacia el DNA. Además, el receptor contiene un dominio de unión de ligandos (ligand-bindingdomain, LBD) que constituye la región carboxi-terminal del receptor en la que reside la capacidad del receptor para unirse a la vitamina D (u otras moléculas con una estructura capaz de mimetizar la vitamina D)(9) 6.4.2 Los polimorfismos genéticos del gen VDR El gen del VDR se localiza en el cromosoma 12 (12q13.11). Tiene 11 exones y 4 regiones polimórficas.14,15 La mutaciones deletéreas en el gen VDR ocasionan raquitismo resistente a calcitriol, una rara enfermedad monogénica Fig. . También se conocen varios polimorfismos de este, que son detectados por enzimas de restricción: BsmI (para rs1544410), ApaI (para rs7975232) y TaqI (para rs731236).17 Estos polimorfismos están ubicados en la región 3’ del intrón 9 y exón 10 del gen VDR (Ensembl: ENSG00000111424). (12) M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 17. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 17 Funciones de VDR como un factor de transcripción cuando se unen a la 1,25- dihidroxivitamina D FIG.3 . RDT están presentes en las células pancreáticas β y la vitamina D es esencial para la secreción normal de insulina. Varios polimorfismos VDR se han encontrado desde la década de 1990, incluyendo Apa1, EcoRV, Bsm1 (44), Taq1, Tru9, Fok1, y Cdx2 . Hasta la fecha, tres adyacentes de restricción de polimorfismos de longitud de fragmentos de Bsm1, Apa1 y Taq1at el extremo 3 'del gen VDR han sido el más estudiado. Polimorfismos de VDR se ha informado que estar relacionado con DM tipo 1. El polimorfismo Bsm1 se ha demostrado que se asocia con DM tipo 1 en los indios que viven en el sur del país, y las combinaciones de Bsm1/Apa1/Taq1 se ha demostrado que influyen en la susceptibilidad a la diabetes tipo 1 en los alemanes. FIG.4 Fuente: R. Jofré. Polimorfismos del gen del receptor de la vitamina D (VDR) Figura 5: Receptor de la vitamina D Fuente: Aitor Delmiro Magdalena Febrero 2008 M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 18. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 18 Fuente:J Med Genet 2000;37:804-807 doi:10.1136/jmg.37.10.804 FIG.4 Cromosoma 12 es uno de los 23 pares de cromosomas en seres humanos. Normalmente, las personas tienen dos copias de este cromosoma. Cromosoma 12 se extiende alrededor de 143 millones de pares de bases (el material de construcción de ADN) y representa entre el 4 y el 4,5 por ciento del total de ADN en las células.La identificación de los genes en cada cromosoma es un área activa de la investigación genética. Dado que los investigadores utilizan diferentes métodos para predecir el número de genes en cada cromosoma, el número estimado de genes varía. Cromosoma 12 contiene probablemente entre 1.000 y 1.300 genes. También contiene el grupo C Homeobox genes. En la DM tipo 2, el gen VDR polimorfismo genotipo AA fue encontrado para ser asociado con la secreción defectuosa de insulina, una población con riesgo aumentado de diabetes Mellitus tipo 2. 6.5 Vitamina D y Diabetes Mellitus Existe evidencia que destaca el rol fundamental que desempeña la vitamina D en la secreción normal de insulina, incluyendo un efecto directo sobre los VDR en las células β y uno indirecto mediado por la existencia de proteínas fijadoras de calcio dependientes de vitamina D en los tejidos pancreáticos (13). De hecho, se ha reportado que pacientes deficientes de vitamina D y con limitada secreción de insulina, muestran una mejora en la síntesis de ésta última una vez que la vitamina es suplementada en la dieta.(12) Así en la década de de los 80, se demostró mediante experimentos en animales como los conejos que la deficiencia de vitamina D se asociaba a la disminución en la secreción pancreática de insulina, lo que sugirió un papel en la función del páncreas endocrino, Posteriormente, dicha asociación entre la vitamina D y la diabetes mellitus fue reforzada por el M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 19. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 19 descubrimiento del receptor de la vitamina D (VDR) y la proteína de unión de la vitamina D (DBP) en tejido pancreático, particularmente en las células β, y también en varias células del sistema inmune. (14) Figura 6: La vitamina juega un papel importante en la homeostasis de la glucosa a través de distintos mecanismos. La vitamina D no solo es esencial para el funcionamiento normal de la célula beta, sino que también mejora la sensibilidad a la insulina en células diana,. todos los mecanismos apuntalan los efectos preventivos de la vitamina D en el desarrollo de de la diabetes tipo 1 y diabetes tipo 2 Fuente: Femke Baeke, 2009 Fuente: Takiishi T Gysemans C, Bouillion R, 2010 Figura 7: Mecanismo de la vitamina D activa en la proteccion contra la diabetes. La 1,25 dihidroxivitamina D3 juega un papel importante en la homeostasis de la glucosa a traves de difeentes mecanismos, mejora la funcion de la celula β y optimiza la sensibilidad a la insulina en las celulas blanco (higado, musculo esqueletico, tejido adiposo). adicionalmente, la 1,25 hidroxivitamina D3, protege las celulas β del daño del ataque inmune, por su accion directa sobre los linfocitos B, y tambien por su accion indirecta M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 20. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 20 sobre las otras celulas del sistema inmune tales como macrofagos, celulas dentriticas y linfocitos T. adicionalmente, los macrofagos, celulas dendriticas, y linfocitos T y B pueden sintetizar 1,25 hidroxivitamina D3, lo cual a su ves contribuye con la regulacion de las respuestas inmunes locales 6.5.1. Vitamina D y función de la célula  El tejido pancreático, en particular las células, expresa la enzima 1α hidroxilasa, el VDR y las proteínas de unión de calcio dependiente de vitamina D (PUCDVD), lo que sugiere la participación de la vitamina d (VD) en la secreción de la insulina. Varios estudios apoyan un papel de la vitamina D en la función de las células β a través de efectos directos e indirectos. El efecto directo es donde la vitamina D se une directamente al receptor de vitamina D en las célula β pancreática. El efecto puede ser indirecto a través de su papel importante y reconocido en la regulación del calcio extracelular y el flujo de calcio a través de la células β. 6.5.2.La estimulación de la secreción de insulina por la vitamina D y el calcio (15) La secreción de la insulina depende del calcio , y se ha reportado que la deficiencia de la vitamina D se acompaña del deterioro de la glucosa como consecuencia de una alteración en la secreción de la insulina. La participación de la VD en la secreción de insulina ocurre de varias maneras. Una de ellas es aumentando la concentración de calcio intracelular mediante los canales no selectivos de calcio dependientes de voltaje; facilita la conversión de proinsulina a insulina ya que permiten que estas las endopepidasas calcio-dependientes de la celula β se anclen, y regula varios procesos de de la glicolisis, la cual tiene un papel fundamental en la señalización de la concentración de la glucosa circulante. Ahora podemos mencionar que hay evidencia de que la vitamina D puede estimular la secreción de insulina pancreática directamente. La vitamina D ejerce sus efectos a través de los receptores de la vitamina D nuclear. Los efectos estimulantes de la vitamina D sobre la secreción de insulina sólo pueden manifestarse cuando los niveles de calcio son adecuados. La secreción de insulina es un proceso dependiente de calcio, y por lo tanto las alteraciones en el flujo de calcio pueden tener efectos adversos sobre la función de las células β secretaria. (16) M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 21. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 21 Fuente: Gomes Roberto 2010 Figura 8: La vitamina D aumenta la concentracion del calcio intracelular mediante los canales no selectivos de calcio dependientes de voltaje, facilita la conversion de proinsulina a insulina y regula varios procesos de la glicolisis, la cual juega un papel fundamental en la señalizacion de la concentracion de la glucosa circulante, con ello modula la secrecon de insulina La vitamina D es indispensable para la secreción normal de insulina en animales y en humanos. La deficiencia de esta vitamina se relaciona con un pobre funcionamiento de las células β del páncreas y con disminución en la secreción de insulina. De manera directa mejora la conversión de proinsulina en insulina. Sus acciones indirectas se han asociado con el sistema renina-angiotensina, del que el mecanismo molecular no se ha dilucidado. Se ha demostrado una relación inversa entre las concentraciones séricas de vitamina D en relación con las concentraciones séricas de renina plasmática. Debido a estas observaciones se ha estudiado la relación entre el sistema renina-angiotensina (Figura 7). M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 22. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 22 Figura 9: Mecanismo asociado de la hipovitaminosis D con el sistema renina angiotensina y su papel en la resistencia a la insulina. Fuente; García Miriam 2012 Se ha propuesto que esta acción está mediada por varias vías de señalización en el receptor de insulina, sustrato del receptor de insulina, inositol trifosfato cinasa (PI3-K). El receptor de angiotensina (AT1) modula la señalización de insulina en el músculo esquelético a través de la inhibición de PIK-3; sin embargo, también se asocia con aumento en la resistencia periférica a la insulina. Está demostrado que las bajas concentraciones de vitamina D se relacionan con intolerancia a la glucosa y respuestas hiperinsulinémicas en pruebas de tolerancia a la glucosa por vía oral. La obesidad es el mayor problema de salud en los países occidentales,(24) es un factor de riesgo importante para enfermedad cardiovascular, cuando se asocia con resistencia a la insulina. Es más prevalente su deficiencia en pacientes obesos y se ha sugerido que ésta es secundaria a la acumulación de 25(OH) D en el tejido adiposo. Podemos mencionar entonces que la VD participa en la sensibilidad a la insulina de dos maneras: mediante el metabolismo del calcio, elemento indispensable en la acción de la insulina, y regulando la expresión del gen del receptor de la insulina; el calcio es fundamental en el tejido muscular para el transporte de glucosa, inducido por el ejercicio, mientra que su depleción disminuye el transporte de glucosa y contribuye la resistencia a la insulina. La VD M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 23. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 23 favorece la acción de la insulina regulando la expresión del gen del receptor de la insulina, al estimular promonocitos humanos con 1.25 (OH)2 VD3, se incrementa la expresión del RNAm del receptor de la insulina y se incrementa 1.3 veces la captación de insulina, comparado con células no expuestas.(17) En la asociación entre deficiencia de vitamina D, y el sistema renina-angiotensina y la resistencia a la insulina, la deficiencia se vincula con incremento de la síntesis de renina- angiotensina II. Esto incrementa la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), que activan la NADPH oxidasa y las proteínas G de alto y bajo peso molecular (RhoA) que inhiben el receptor de insulina (InsR) por la fosforilación del sustrato del receptor de insulina (IRS). Las especies reactivas de oxígeno inhiben el inositol trifosfato cinasa (PI3-K) y la cinasa de treonina (Akt), que son los que interrumpen el trasporte de glucosa por el GLUT 4 que generan resistencia periférica a la insulina. (18) 6.5.3.Resistencia a la insulina: La resistencia a la insulina se define como la disminución de la capacidad de la insulina para ejercer sus acciones biológicas en tejidos diana típicos, como el músculo esquelético, el hígado o el tejido adiposo. Por lo tanto podemos decir: Varios estudios han indicado una relación entre la vitamina D y el riesgo de diabetes o intolerancia a la glucosa. La vitamina D se ha propuesto que juegan un papel importante y ser un factor de riesgo en el desarrollo de la resistencia a la insulina y la patogénesis de la DM tipo 2 ya que afectaban sensibilidad a la insulina o la función de las células β, o ambos(19) 6.6. Diabetes Mellitus Tipo 1 La DM1 es una de las enfermedades crónicas más frecuentes en la infancia, con una incidencia creciente en muchas partes del mundo en las últimas décadas. Se han asociado varias regiones cromosómicas y genes con la DM1, que influyen en la susceptibilidad y resistencia e indican que en la mayoría de los casos se trata de una enfermedad poligénica. (20) M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 24. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 24 6.6.1. Genes de riesgo más establecidos La mayoría de los genes asociados con la DM1 afectan a la regulación de la tolerancia inmunológica, al carácter de dicha respuesta, a los mecanismos de defensa de las células beta o a la producción de citocinas y monocinas. La principal región genómica asociada con el riesgo de DM1 y de otras enfermedades autoinmunes es el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) que incluye a los genes que codifican el antígeno leucocitario humano (HLA), crucial para la presentación de antígenos. Otros genes relevantes implicados en la DM1 son el INS, el gen del antígeno-4 asociado al linfocito T citotóxico (CTLA4) y el gen de la protein tirosín fosfatasa no-receptor tipo 22 (PTPN22). Actualmente, se conocen más de 50 regiones no-HLA que afectan al riesgo genético de la DM1.(21) 6.6.2. Complejo mayor de histocompatibilidad La región del HLA, situada en el cromosoma 6p21,3, una región de 3,5 Mb con >200 genes, es la región más establecida de riesgo de DM1 (IDDM1). El HLA I contiene HLA-A, HLA- B y HLA-C; el HLA II contiene HLA-DR (DRA, DRB), HLA-DQ (DQA,DQB) y HLA-DP (DPA, DPB), y el HLA III, Figura 10: Complejo Mayor de Histocompatibilidad F uente: Wiebe JC, Wägner A M, Genética de la diabetes mellitus M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 25. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 25 localizado entre el I y el II, incluye a los genes del complemento C2, C4, Bf, genes de proteínas de choque térmico (HSP70), genes del factor de necrosis tumoral (TNF).(21) Los HLA de clase II son responsables de hasta un 50% del riesgo genético de la DM1, no explican toda la asociación del MHC con la DM1. 6.7.Genes fuera del complejo mayor de histocompatibilidad El gen de la insulina (INS), localizado en el cromosoma 11p15,5 (IDDM2), se expresa en las células beta y en el timo humano. Estudios recientes confirman que la insulina es una diana (22 principal de las células T autorreactivas en personas con DM1. ) Según los estudios epidemiológicos, existen diferencias en la incidencia de la DM1 en función de la latitud geográfica y la exposición solar, y la ingestión de vitamina D durante el embarazo y la infancia parece tener un efecto protector frente a la enfermedad.(23) 6.8. Vitamina D y Diabetes Mellitus Tipo 1 Ahora se han descrito otras regiones no incluidas en el complejo principal de histocompatibilidad que también han contribuido a la comprensión de los mecanismos inmunológicos involucrados en la enfermedad; entre ellos figuran el gen de la insulina en el cromosoma 11 (INS), el receptor de la interleucina (IL) 1 en el cromosoma 2 (IL-1R), el antígeno 4 asociado al linfocito T citotóxico (CTLA-4), el gen PTPN22 y el gen del receptor de vitamina D (VDR), para los que se ha descrito un menor efecto en la susceptibilidad a desarrollar diabetes tipo1(24) Desde el punto de vista inmunológico, y específicamente relacionado con el desarrollo de diabetes tipo 1, se ha demostrado que el tratamiento de algunos animales diabéticos no obesos con análogos de 1α,25-dihidroxivitamina D3 –1,25- (OH)2 D3; su forma bioactiva– reduce notablemente la progresión de la insulitis y, en consecuencia, inhibe el desarrollo de diabetes tipo 1 en dosis no hipercalcemiantes. En términos de la función inmunomoduladora de la vitamina D, se ha observado que la 1,25-(OH)2 D3 inhibe in vitro la proliferación de células T específicas y eventualmente restringe la producción de las citocinas IL-2 e interferón gamma (INF-), típicas del perfil de secreción de M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 26. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 26 linfocitos de tipo T helper-1 (Th1), además de activar la expresión de IL-4 y de factor transformador de crecimiento 1 (TGF-1) (inhibe la proliferación y diferenciación de células T y B, y antagoniza los efectos de IL-2, factor de necrosis tumoral alfa e INF-). También tiene efectos sobre la IL-12 (que induce la secreción de INF- por células T y citolíticas, se comporta como factor de crecimiento y mejora la actividad citolítica de éstas) y sobre el factor estimulador de colonias granulocíticas y microcíticas (promotor de la respuesta inmunitaria que estimula la producción de macrófagos). Todo esto se debe a la inhibición de la diferenciación del subtipo linfocitario Th1 y a la generación de un aumento de la reactividad de los linfocitos T reguladores. Es sabido que la presentación de autoantígenos específicos de células beta a los linfocitos Th1 es el paso esencial en el inicio de la enfermedad y que las citocinas secretadas por este tipo de linfocitos induce el daño a las células beta pancreáticas, ya sea por la liberación de radicales libres o por la acción de linfocitos citotóxicos. Por lo tanto, sobre la base de estos antecedentes, se planteó un estudio de casos y controles cuyo objetivo fue caracterizar el polimorfismo Fok I de VDR y analizar su posible asociación con los valores séricos de 25- hidroxivitamina D –25(OH) vitamina D–, INF- y TGF-1. (26) 6.8.1. El análisis de las variantes del receptor de la vitamina D en la secuencia del gen de la diabetes tipo 1 La vitamina D es conocida para modular el sistema inmune, y su administración se ha asociado con un riesgo reducido de diabetes tipo 1. La vitamina D actúa a través de su receptor (VDR). Cuatro polimorfismos de nucleótido único (SNP) del gen VDR han sido comúnmente estudiados, y la evidencia de asociación con la diabetes tipo 1de igual manera. (27) 6.8.2. Los polimorfismos genéticos del gen VDR Funciones de VDR como un factor de transcripción cuando se unen a la 1,25-dihidroxivitamina D. están presentes en las células pancreáticas β y la vitamina D es esencial para la secreción (28) normal de insulina . Varios polimorfismos VDR se han encontrado desde la década de 1990, incluyendo Apa1 , EcoRV, Bsm1, Taq1, Tru91, Fok1, y Cdx2. Hasta la fecha, tres adyacentes de restricción de polimorfismos de longitud de fragmentos de Bsm1, Apa1 y Taq en el extremo M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 27. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 27 3 'del gen VDR han sido el más estudiado. Los Polimorfismos de VDR se ha informado que estar relacionado con DM tipo 1. (29) En la DM tipo 1, cuatro conocidos polimorfismos (Fok1, Apa1, Bsm1 y Taq1) en el gen VDR han sido implicados en la susceptibilidad a la diabetes tipo 1, sin embargo los resultados hasta la fecha no han sido concluyentes. Unos análisis indican que el polimorfismo Bsm1 se asocia con un mayor riesgo de diabetes tipo 1, mientras que los Fok1, Apa1, y Taq1 (30). polimorfismos no lo son, especialmente en los asiáticos El genotipo VDR puede afectar a la resistencia a la insulina, tanto en lo que respecta a la secreción de insulina (el polimorfismo VDR Apa1) y resistencia a la insulina (el polimorfismo Bsm1 VDR) La deficiencia de vitamina D es más común en pacientes con diabetes tipo 2 que con diabetes tipo 1. No obstante, su posible rol en la génesis de esta última se ha dilucidado con mayor profundidad. Por lo tanto podemos decir en resumen: En la diabetes mellitus tipo 1, la 1,25-(OH)2D3, tiene notables efectos antiinflamatorios e inmunomoduladores que podrían ser de utilidad en su tratamiento. En condiciones experimentales, la vitamina D inhibe la proliferación y la función citotóxica de los linfocitos T. Cuando se añade a cultivos de células mononucleares periféricas (PMBCS), el 1,25-(OH)2D3 disminuye la proliferación y la síntesis de inmunoglobulinas y de citoquinas, que incluyen a la interleukina-1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL- 12, factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) e interferón- γ (IFN-γ), lo que implica una regulación de la respuesta Th1. Sin embargo, la 1,25- (OH)2D3 también promueve la producción de IL-4, IL-5 e IL-10, con lo cual promueve la activación de la respuesta Th2. Gracias a este cambio de respuesta de las células T, se protege a las células beta de la lesión pancreática orquestada por las citoquinas de la respuesta Th1. El 1,25-(OH)2D3 tiene la capacidad de disminuir la actividad presentadora de antígenos de los macrófagos hacia los linfocitos mediante la reducción de la expresión de moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad tipo II (MCH-II) en la superficie celular. Además, también podría proteger contra el desencadenamiento de la diabetes tipo 1, a través del estímulo y reclutamiento de las células T reguladoras CD4+ y CD8+ en el sitio de la lesión pancreática. Todas estas acciones en conjunto, tiene como objetivo disminuir la respuesta inflamatoria y la M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 28. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 28 inmunidad mediada por células propias de esta enfermedad .(32) FIG.11 El genotipo VDR puede afectar a la resistencia a la insulina, tanto en lo que respecta a la secreción de insulina (el polimorfismo VDR Apa1) y resistencia a la insulina (el polimorfismo Bsm1 VDR) 6.9. Diabetes Mellitus Tipo 2 La DM2, con mucho la forma más frecuente de la enfermedad (90%), es consecuencia de una compleja interacción entre múltiples genes y diversos factores ambientales aún no completamente entendidos, y se caracteriza por defectos en la secreción y en la acción de la insulina que conducen a la hiperglucemia. Se han podido identificar hasta 28 genes asociados con DM2 que, sin embargo, sólo explican un 10% de la susceptibilidad genética a presentar la enfermedad.(16) 6.9.1. Vitamina D y Diabetes Mellitus 2 M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 29. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 29 Una revisión reciente indica que la deficiencia de vitamina D puede predisponer a la intolerancia a la glucosa, alteración de la secreción de insulina y la diabetes tipo 2, ya sea a través de una acción directa a través de receptor de vitamina D (VDR) o indirectamente a través de la activación de hormonas calcémicos y también a través de la inflamación. En contraste con la diabetes tipo 1, que está relacionada con la destrucción autoinmune de las células β pancreáticas, que conduce a la deficiencia de insulina absoluta, tipo 2 implica el desarrollo de diabetes pancreática afectada la función celular, resistencia a la insulina y la inflamación. Aunque mecánicamente claro, se ha sugerido que los factores ambientales y genéticos parecen estar involucrados en el desarrollo de la diabetes de tipo 2 ; también, los datos humanos y experimentales apoyan el papel de la vitamina D en estas vías. Debido a la presencia tanto de 1-α-hidroxilasa y VDR en células β pancreáticas, la vitamina D es importante para la síntesis y liberación de insulina . En algunos animales, la deficiencia de vitamina D inducida por deficiencia de la secreción de insulina y la tolerancia a la glucosa que (33) se corrigió parcialmente después de vitamina D se repuso. Se ha reportado que la mejoría en el manejo de la vitamina D en pacientes diabéticos tipo 2 mejora la resistencia a la insulina, todo esto se explica porque la células  expresan receptores VDR y su estimulo por parte de la 1.25-hidroxivitamina D3 facilita la produccion de insulina: adicionalmente, el VDR se expresa en los tejidos blanco de la insulina, favoreciendo la (34) sensibilidad de estos tejidos a la insulina Estudios posteriores han mostrado que la disminución de en la ingesta y en los niveles de de vitamina D se asocia con disminución de la sensibilidad a la insulina y riesgo incrementado de desarrollar síndrome metabólico y diabetes mellitus tipo 2 La diabetes tipo 2 se caracteriza por la presencia de alteraciones en la secreción de insulina y defectos en su reconocimiento (resistencia), trayendo consigo intolerancia a la glucosa y un aumento de su síntesis endógena.(35) Recientemente la hipovitaminosis D se ha señalado como factor de riesgo para la intolerancia a la glucosa, encontrándose un aumento en la secreción de insulina y una mejora considerable en la tolerancia a la glucosa en pacientes que reciben tratamiento suplementado con vitamina D y estableciéndose, por tanto, una asociación inversa entre los niveles de vitamina D y el riesgo a desarrollar diabetes tipo 2. La M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 30. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 30 inflamación sistémica asociada con la diabetes tipo 2, mediada por citoquinas que inducen la apoptosis de las células β, también puede ser modulada por los efectos de esta vitamina .(36) Cabe destacar que la prevalencia de este tipo de diabetes es elevada en pacientes con obesidad, la cual se relaciona con la hipovitaminosis D, debido que la vitamina es eficientemente depositada en las fuentes de almacenamiento de grasa corporal donde no es completamente biodisponible. Esto resulta curioso, ya que al ser la obesidad abdominal un factor de riesgo para síndrome metabólico, la misma pudiera apoyar a la disminución de los niveles séricos de 25(OH)D y traería consigo resistencia a la insulina. Aunque esta hipótesis sería una explicación del por qué los pacientes a la larga pudieran desarrollar diabetes tipo 2, está lejos de ser comprendida en su totalidad(37). 6.10. EVIDENCIA DE LA INTERVENCIÓN CON SUPLEMENTOS DE VITAMINA D La gestión de los pilares para la deficiencia de vitamina D es la suplementación con vitamina D para prevenir o mejorar la enfermedad. Varios estudios apoyan que la suplementación con vitamina D puede afectar la homeostasis de la glucosa o mejorar la resistencia a la insulina(37). Restauración de niveles de vitamina D fue demostrado mejorar la tolerancia a la glucosa en un estudio sobre la mujer hipocalcémico uno con deficiencia de (38). vitamina D Un aumento significativo en los niveles séricos de calcio y una reducción en los niveles séricos de ácidos grasos libres se han encontrado después de tomar vitamina D (39) suplementaciones .Recientemente, un estudio de Nueva Zelanda encontró que las mujeres del sur de Asia con resistencia a la insulina mejoró notablemente después de tomar (40) suplementos de vitamina D .Las óptimas concentraciones de vitamina D para reducir la resistencia a la insulina se han demostrado para ser 80 a 119 nmol / L, proporcionando evidencia adicional de un aumento en los niveles adecuados recomendados (41) . M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 31. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 31 7. DISEÑO METODOLOGICO Método utilizado es: El estudio respectivo es de carácter descriptivo en el cual es de corte transversal retrospectivo. El ambiente de estudio fue sitios de internet, sala bibliotecaria, y ambientes destinados al estudio Los materiales utilizados: o Libros o Artículos científicos o fichas bibliográficas o Fotocopias 8. DISCUSION Los mecanismos moleculares de la patogénesis de la diabetes Mellitus aún no se han dilucidado. Varios estudios han informado recientemente de una asociación entre DM tipo 1 y 2 con los polimorfismos VDR genes. Este estudio demostró una estrecha relación entre la DM con los polimorfismos VDR. 8. CONCLUSIONES Estas acciones genómicas de 1,25 D3 podría representar efectos beneficiosos asociados con la mejora de la diabetes a través de mecanismos que posiblemente implican la activación directa de la transcripción del gen de rata receptor de la insulina. El candidato VDR es identificado puede responder a 1,25 D3 a través de la activación del receptor de la vitamina D, aunque este debe ser investigado. M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
  • 32. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 32 10. BIBLIOGRAFIA 1. Bernard M, Aguado P, Sánchez M, Martínez dihydroxyvitamin D3 in the regulationof E. Polimor- fismo del gen del receptor de la preproparathyroid hormone and vitamin D vitamina D y masa ósea. Revista Española receptor messenger ribonucleic acid in avian de Enfermedades Metabólicas Óseas 1997; parathyroids. Endocrinology 132: 2639-2644,l 6: 185-189. 1993. 2. Iglesia s A. Restrepo J, Historia de los mecanismos fisiológicosy bioquímicos de la 11. Querales M, Cruces M, Rojas S, Sánchez L; vitamina D : rev. col de reu: vol. 12 No. 2, junio Deficiencia de vitamina D: ¿Factor de riesgo de 2005, pp. 107-140 síndrome metabólico?: Rev Med Chile 2010; 138: 1312-1318 3. Lawson DEM, Wilson PW, Kodicek E. 12. Wiebe J, Wägner A, Novoa J: Genética de la Metabolism of vitamin D. A new cholecalciferol diabetes mellitus: Revi. Nefr. Órgano Oficial de la metabolite, involving loss of hydrogen at C-1, in Sociedad Española de Nefrología:2011: chick intestinal nuclei. Biochem J 1969; 115: 269- http://www.revistanefrologia.com 277. 13. Wiebe J, Wägner A, Novoa J: Genética de la 4. Blunt JW, Deluca HF, Schnoes HK. diabetes mellitus: Revi. Nefr. Órgano Oficial de la 25hydrocychole -calciferol. A biologicallyactive metaboliteofvitamin D3. Biochemistry 1968; 7: Sociedad Española de Nefrología:2011: 3317-3222. http://www.revistanefrologia.com 5. Norman AW. On becoming a molecular 14. Mathieu C, Gysemans C, Giulietti A, Bouillon R endocrinologist. Steroids 2001; 66: 129-136. Vitamin Dand diabetes. Diabetologia 2005; 48: 1247-1257. 6. Gomez-cruz J: Vitamina D y diabetes tipo 2 :rev. de endocrinología y Nutrición .Vol.18,N 4, o 15. Milner R, Hales C. The role of calcium and octubre-diciembre 2010 .pp,186-193 magnesium in insulin secretion from rabbit pancreas studied in vivo. Diabetologia 1967; 7. Querales M, Cruces M, Rojas S,Sanchez 3:47-49 L,deficiencia de vitamina D: factor de riesgo de síndrome metabólico?: rev. Med. Chile 2010;138: 16. Beaulieu C, Kestekian R, Havrankova J, pp, 1312-1318 Gascon-Barre M. Calcium is essential in normalizing intolerance to glucose that 8. Rocha P. Relación entre concentraciones accompanies vitamin D depletion in vivo séricas de vitamina 25(OH)D y niveles de estrés oxidativo en una población de diabéticos tipo 2 17. Deleskog A, Hilding A, Brismar K, Hamsten A, (2011) :Universidad Nacional de Colombia. Efendic S, Ostenson CG. Bajo niveles de 25 Bogotá D.C. 2012 hidroxivitamina D nivel predice la progresión a diabetes tipo 2 en individuos con prediabetes, 9. Pociot F, Akolkar B, Concannon P, et al. pero no con tolerancia normal a la glucosa. Genetics of type 1 diabetes: what’s next? Diabetologia. 2012; 55:1668-1678. [PubMed] Diabetes 2010;59(7):1561-71. 10. Russell J, Bar A, Sherwood LM, Hurwitz S: Interaction between calcium and 1,25 M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.
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  • 34. BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR DIABETES MELLITUS ASOCIADA AL GEN RECEPTOR (VDR) DE LA VITAMINA D | 34 39. Deleskog A, Hilding A, Brismark K, Hamsten A, Efendic S, Ostenson CG: Low serum 25- 36. Adorini L. Tolerogenic dendritic cells induced by hydroxyvitamin D levels predict progression to type 2 diabetes in individuals with prediabetes but vitamin D receptor ligands enhance regulatory T not with normal glucose tolerance. Diabetologia cells inhibiting autoimmune diabetes. Ann NY 2012, 55:1668-1678. PubMed Abstract | Acad Sci 2003; 987: 258-61. Publisher Full Text 37. Forouhi NG, Luan J, Cooper A, Boucher BJ, 40. Grimnes G, Emaus N, Joakimsen RM, Wareham NJ: Baseline serum 25-hydroxy vitamin Figenschau Y, Jenssen T, Niolstad I, Schirmer H, d is predictive of future glycemic status and Jorde R: Baseline serum 25-hydroxyvitamin D insulin resistance: the medical research council concentrations in the Tromso Study 1994–1995 Ely prospective study 1990–2000. and risk of developing type 2 diabetes mellitus during 11 years of follow-up. Diabet Med 2011, Diabetes 2008, 57:2619-2625. PubMed Abstract | 27:1107-1115. Publisher Full Text | PubMed Central Full Text 38. Akin F, Ayça B, Köse N, Duran M, Sar M, Uysal 41. Von Hurst PR, Stonehouse W, Coad J. Vitamin D OK, Karakukcu C, Arinc H, Covic A, Goldsmith D, supplementation reduces insulin resistance in Okçün B, Kanbay M: Serum vitamin D levels are South Asian women living in New Zealand who independently associated with severity of are insulin resistant and vitamin D deficient-a coronary artery disease. randomised, placebo-controlled trial. British Journal of Nutrition. 2010;103(4):549–555. J Investig Med 2012. [PubMed M080 GRUPO: J4 SUB GRUPO: 1 León M. ; Quispe S. ; Tola G.