Los factores de crecimiento similares a la insulina ( IGF ) son proteínas con una gran similitud de secuencia con la insulina . Los IGF son parte de un sistema complejo que las células utilizan para comunicarse con su entorno fisiológico . Este sistema complejo (a menudo denominado "eje" de IGF) consta de dos receptores de superficie celular (IGF1R e IGF2R), dos ligandos ( factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1) y factor de crecimiento similar a la insulina 2 (IGF -2)), una familia de siete proteínas de unión a IGF de alta afinidad (IGFBP1 a IGFBP7), así como IGFBP asociadaenzimas degradantes , denominadas colectivamente proteasas .
Eje IGF1 / GH
El "eje" de IGF también se conoce comúnmente como el eje de la hormona de crecimiento / IGF-1. El factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1, o algunas veces con un número romano como IGF-I) es secretado principalmente por el hígado como resultado de la estimulación de la hormona del crecimiento (GH). El IGF-1 es importante tanto para la regulación de la fisiología normal como para varios estados patológicos, incluido el cáncer . Se ha demostrado que el eje IGF juega un papel en la promoción de la proliferación celular y la inhibición de la muerte celular ( apoptosis ). Se cree que el factor de crecimiento similar a la insulina 2 (IGF-2, o algunas veces como IGF-II) es un factor de crecimiento primario necesario para el desarrollo temprano, mientras que la expresión de IGF-1 es necesaria para lograr el crecimiento máximo. Los estudios de eliminación de genes en ratones han confirmado esto, aunque es probable que otros animales regulen la expresión de estos genes de distintas formas. Si bien el IGF-2 puede tener una acción principalmente fetal , también es esencial para el desarrollo y la función de órganos como el cerebro , el hígado y el riñón . [1]
Los factores que se cree que causan variaciones en los niveles de GH e IGF-1 en la circulación incluyen la composición genética de un individuo, la hora del día, la edad, el sexo, el estado de ejercicio, los niveles de estrés, el nivel de nutrición, el índice de masa corporal (IMC). ), estado de enfermedad, raza, estado de estrógenos e ingesta de xenobióticos . [2] [3] [4]
El IGF-1 participa en la regulación del desarrollo neuronal, incluida la neurogénesis , la mielinización , la sinaptogénesis y la ramificación y neuroprotección dendríticas después del daño neuronal. El aumento de los niveles séricos de IGF-I en niños se ha asociado con un coeficiente intelectual más alto . [5]
IGF-1 da forma al desarrollo de la cóclea mediante el control de la apoptosis . Su déficit puede provocar hipoacusia . El nivel sérico también subyace a una correlación entre la estatura baja y la capacidad auditiva reducida, particularmente alrededor de los 3 a 5 años de edad y a los 18 años ( pubertad tardía ). [6]
Receptores de IGF
Los IGFs son conocidos para unir el receptor de IGF-1 , el receptor de la insulina , el receptor del IGF-2 , el receptor de insulina relacionada y, posiblemente, otros receptores. El receptor de IGF-1 es el receptor "fisiológico": el IGF-1 se une a él con una afinidad significativamente mayor que la que se une al receptor de insulina. Al igual que el receptor de insulina, el receptor de IGF-1 es un receptor de tirosina quinasa, lo que significa que las señales del receptor provocan la adición de una molécula de fosfato en determinadas tirosinas. El receptor de IGF-2 solo se une a IGF-2 y actúa como un "receptor de aclaramiento"; no activa vías de señalización intracelular, funciona solo como un agente secuestrante de IGF-2 y previene la señalización de IGF-2.
Órganos y tejidos afectados por IGF-1
Dado que muchos tipos de tejidos distintos expresan el receptor de IGF-1, los efectos de IGF-1 son diversos. Actúa como factor neurotrófico , induciendo la supervivencia de las neuronas. Puede catalizar la hipertrofia del músculo esquelético al inducir la síntesis de proteínas y al bloquear la atrofia muscular . Es protectora para cartílago células, y se asocia con la activación de osteocitos , y por lo tanto puede ser un factor anabólico para el hueso . Dado que a altas concentraciones es capaz de activar el receptor de insulina , también puede complementar los efectos de la insulina . [ cita requerida ] Los receptores de IGF-1 se encuentran en el músculo liso vascular, mientras que los receptores típicos de la insulina no se encuentran en el músculo liso vascular. [7]
Proteínas de unión a IGF
IGF-1 e IGF-2 están regulados por una familia de proteínas conocidas como proteínas de unión a IGF . Estas proteínas ayudan a modular la acción del IGF de formas complejas que implican tanto la inhibición de la acción del IGF al prevenir la unión al receptor de IGF-1 como la promoción de la acción del IGF posiblemente al ayudar en la entrega al receptor y aumentar la vida media del IGF. Actualmente, hay siete proteínas de unión a IGF caracterizadas (IGFBP1 a IGFBP7). Actualmente, hay datos importantes que sugieren que los IGFBP desempeñan funciones importantes además de su capacidad para regular los IGF. IGF-1 e IGFBP-3 son dependientes de GH, mientras que IGFBP-1 está regulada por insulina. La producción de IGFBP-1 en el hígado aumenta significativamente durante la insulinopenia, mientras que la insulina aumenta los niveles séricos de IGF-1 bioactivo.
Enfermedades afectadas por IGF
Estudios de reciente interés muestran que el eje Insulina / IGF juega un papel importante en el envejecimiento . [8] Los nematodos , moscas de la fruta y otros organismos tienen una mayor esperanza de vida cuando se elimina el gen equivalente a la insulina de los mamíferos . Sin embargo, es algo difícil relacionar este hallazgo con los mamíferos, porque en el organismo más pequeño hay muchos genes (al menos 37 en el nematodo Caenorhabditis elegans [9] ) que son "similares a la insulina" o "similares al IGF-1". ", mientras que en los mamíferos las proteínas similares a la insulina comprenden solo siete miembros ( insulina , IGF, relaxinas , EPIL y factor similar a la relaxina ) [ cita requerida ] . Los genes similares a la insulina humana tienen papeles aparentemente distintos con algo, pero menos diafonía, presumiblemente porque hay múltiples proteínas similares al receptor de la insulina en los seres humanos. Los organismos más simples suelen tener menos receptores; por ejemplo, solo existe un receptor similar a la insulina en el nematodo C. elegans . [10] Además, C. elegans no tiene órganos especializados como los ( islotes de Langerhans ), que detectan la insulina en respuesta a la homeostasis de la glucosa. Además, IGF1 afecta la vida útil de los nematodos al causar la formación de dauer, una etapa de desarrollo de la larva de C. elegans. No hay correlación entre mamíferos. Por lo tanto, es una pregunta abierta si el IGF-1 o la insulina en el mamífero pueden perturbar el envejecimiento, aunque existe la sugerencia de que los fenómenos de restricción dietética pueden estar relacionados.
Otros estudios están comenzando a descubrir el importante papel que desempeñan los IGF en enfermedades como el cáncer y la diabetes , y muestran, por ejemplo, que el IGF-1 estimula el crecimiento de células cancerosas tanto de próstata como de mama. Los investigadores no están completamente de acuerdo sobre el grado de riesgo de cáncer que representa el IGF-1. [11] [12] [13] [14] [15] [16]
Ver también
- Tratamiento con hormona de crecimiento
- Controversias de HGH
- Familia de insulina / IGF / Relaxin
Referencias
- ^ Younis, Shady (27 de febrero de 2018). "El eje ZBED6-IGF2 tiene un efecto importante sobre el crecimiento del músculo esquelético y los órganos internos en los mamíferos placentarios" . PNAS . 9 (115): E2048 – E2057. doi : 10.1073 / pnas.1719278115 .
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