What are insulin, AKT (protein kinase B), and AMPK (AMP‑activated protein kinase)?

Insulina, AKT y AMPK: Moléculas Clave en el Metabolismo

Insulina

La insulina es una hormona esencial secretada por las células beta pancreáticas que regula el metabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas, siendo necesaria para la supervivencia en personas con diabetes tipo 1. 1

Función y Mecanismo

• La insulina se secreta proporcionalmente a la concentración de glucosa en la circulación 2
• En células diana, la insulina se une a sus receptores y activa la vía fosfatidilinositol-3-quinasa/proteína quinasa B (PI3K/AKT) 2
• Esta activación induce diferentes mecanismos según el tipo celular: en el hígado activa la síntesis de glucógeno, en tejido adiposo y músculo permite la captación de glucosa, y en el hipotálamo regula la termogénesis y el apetito 2

Formulaciones Clínicas

• Existen múltiples formulaciones con diferentes duraciones de acción: análogos de acción rápida, insulina de acción corta, insulina de acción intermedia y análogos de acción prolongada 3
• Los análogos de acción rápida (lispro, aspart, glulisina) tienen inicio de 0.25-0.5 horas, pico de 1-3 horas y duración de 3-5 horas 3
• La insulina basal de acción prolongada cubre el requerimiento metabólico basal regulando la producción hepática de glucosa 1

AKT (Proteína Quinasa B)

AKT es una proteína quinasa crítica que funciona como mediador central de la señalización de insulina, integrando múltiples vías metabólicas para regular el tráfico de GLUT4 y la captación de glucosa.

Papel en la Señalización de Insulina

• La insulina activa AKT a través de la vía PI3K, promoviendo la fosforilación de AKT en Thr308 y Ser473 4
• AKT fosforilado regula múltiples efectores downstream incluyendo la glucógeno sintasa quinasa 3 beta (GSK3β), que controla la síntesis de glucógeno 4
• La activación de AKT es esencial para la translocación de GLUT4 a la membrana celular, permitiendo la captación de glucosa 5

Integración con Otras Vías

• AKT converge con PKC (proteína quinasa C) y AMPK en la proteína AS160, un regulador clave del tráfico de GLUT4 5
• La fosforilación de AS160 por AKT es virtualmente necesaria para la translocación de GLUT4 inducida por insulina 5
• La vía PI3K/AKT es fundamental para mejorar la sensibilidad a la insulina y restaurar la señalización insulínica en estados de resistencia 6

AMPK (Proteína Quinasa Activada por AMP)

AMPK es un sensor energético celular que se activa cuando aumenta la relación AMP:ATP, promoviendo la conservación de energía y activando vías catabólicas para la supervivencia celular.

Función como Sensor Energético

• AMPK se activa durante estados de estrés energético como hipoglucemia, isquemia o privación de glucosa 4
• Una vez activada, AMPK apaga procesos anabólicos y activa vías catabólicas para conservar energía 4
• AMPK inhibe mTORC1, resultando en predominancia de procesos catabólicos que minimizan la inmunopatología y protegen órganos 1

Interacción con la Vía de Insulina

• AMPK puede fosforilar y activar directamente el receptor de insulina, proporcionando un enlace directo entre AMPK y la vía de señalización de insulina 4
• Esta activación independiente de ligando promueve la conservación de energía y supervivencia del músculo expuesto a privación severa de glucosa 4
• AMPK fosforila AS160, integrándose con las señales de AKT y PKC para regular el tráfico de GLUT4 y la captación de glucosa 5

Papel en Resistencia a la Insulina

• La activación de AMPK mejora la sensibilidad hepática a la insulina al restaurar la vía de señalización PI3K/AKT 6
• AMPK regula el metabolismo de glucosa mejorando la síntesis de glucógeno e inhibiendo la gluconeogénesis 6
• La metformina, el fármaco antidiabético más prescrito, inhibe la señalización de mTORC1 hepática inducida por alimentación a través de la activación de AMPK 1

Consideración Clínica Importante

• En obesidad y diabetes tipo 2, la hiperactivación de mTOR puede llevar a señalización insulínica deteriorada y cetogénesis alterada, lo que podría tener implicaciones negativas para las adaptaciones metabólicas necesarias durante infección aguda 1
• La flexibilidad metabólica reducida en personas con enfermedad metabólica incluye regulación reducida de cetonas durante ayuno prolongado, potencialmente afectando programas de tolerancia a enfermedades 1