Descobertas recentes mostram que a secreção de insulina pode ser mais complexa e individualizada do que se acreditava anteriormente. Pela primeira vez, pesquisadores identificaram subconjuntos de ilhotas pancreáticas que exibem maiores respostas de insulina a proteínas ou gorduras do que a carboidratos.

A ingestão de carboidratos há muito tempo é conhecida por alterar os níveis de glicemia, resultando na liberação de insulina pelas células pancreáticas mais do que outros nutrientes. No entanto, novas pesquisas sugerem que os indivíduos podem exibir respostas únicas de insulina a diferentes macronutrientes, com alguns mostrando reações maiores a proteínas ou gorduras.

Um estudo inovador publicado no Cell Metabolism em julho de 2024 lançou uma nova luz sobre como diferentes macronutrientes – carboidratos, proteínas e gorduras – podem alterar a secreção de insulina. O estudo examinou as respostas de insulina em ilhotas pancreáticas de doadores humanos falecidos com e sem diabetes tipo 2, bem como em ilhotas pancreáticas derivadas de células-tronco.

Este estudo sugere que a secreção de insulina pode ser mais complexa e individualizada do que se acreditava anteriormente. Pela primeira vez, os pesquisadores identificaram subconjuntos de ilhotas pancreáticas que exibem maiores respostas de insulina a proteínas ou gorduras do que a carboidratos.

Delineamento do Estudo

Entre 2016 e 2022, os pesquisadores examinaram sistematicamente a secreção dinâmica de insulina em resposta a três estímulos de macronutrientes. Eles expuseram as ilhotas à glicose (carboidratos), aminoácidos (proteínas) e ácidos graxos (gorduras) enquanto monitoravam a secreção de insulina. Além disso, analisaram mudanças na expressão gênica das células pancreáticas dos doadores falecidos para entender seu impacto na produção de insulina. Utilizaram sequenciamento de ácido ribonucleico (RNA) e análise proteômica, medindo mais de 20.000 RNAs mensageiros (mRNAs) e cerca de 8.000 proteínas.

Resultados e Respostas a Macronutrientes e Secreção de Insulina

Na maioria dos doadores de ilhotas, confirmou-se que o carboidrato foi o secretagogo de insulina mais forte, seguido pelo aminoácido e depois pelos ácidos graxos, que estimularam apenas fracamente a secreção de insulina.

Descobriu-se também que a secreção de insulina em resposta ao aminoácido (proteínas) é bifásica, com uma 1ª fase distinta durando aproximadamente 15 minutos e uma 2ª fase sustentada. Em contraste, a resposta ao ácido graxo, quando presente, foi monofásica.

Isso reforça a tese de que dietas ricas em proteínas podem ter benefícios terapêuticos em pacientes com DT2. Enquanto a secreção de insulina de primeira e segunda fases em resposta à alta glicose foi atenuada em ilhotas de doadores com DT2, não foi encontrado secreção de insulina estimulada por proteínas. Isso reforça a tese de que dietas proteicas podem ter benefícios terapêuticos em pacientes com DT2. 

Em comparação com as ilhotas de doadores sem diabetes, as ilhotas de doadores com diabetes tipo 2 apresentaram uma redução no número de células beta produtoras de insulina e um atraso na produção de insulina em resposta à glicose elevada.

Especificamente, as ilhotas pancreáticas femininas secretaram menos insulina em resposta à exposição moderada à glicose em comparação às ilhotas de doadores masculinos, indicando que mulheres tem uma menor eficiência na produção de insulina.

Individualidade da Secreção de Insulina Estimulada por Nutrientes

Ilhotas de doadores individuais exibiram uma grande variedade de taxas de secreção de insulina na linha de base e em resposta a glicose alta, glicose moderada, proteína e gordura.

• Surpreendentemente, observou-se que alguns doadores tiveram respostas mais robustas aos ácidos graxos do que à glicose, desafiando a ideia de longa data de que as gorduras alimentares sozinhas têm efeitos insignificantes na liberação de insulina.

Embora muitas descobertas fossem previstas, alguns resultados surpreenderam

Uma das descobertas mais relevantes do estudo foi que aproximadamente 8% das ilhotas doadoras mostraram relativa hiper-responsividade a um estímulo de gordura na glicose basal. Surpreendentemente, o maior número de correlações com a abundância de proteínas foi em resposta ao estímulo de ácido graxo, o que significa que essas ilhotas são bem diferentes daquelas que exibem a taxa de resposta típica. Os pesquisadores sugerem que essa reação à gordura pode ser devido à imaturidade das células beta, porque também é observada em células imaturas derivadas de células-tronco.

Aplicabilidade das Descobertas em Humanos Vivos

As descobertas do estudo com ilhotas pancreáticas de doadores falecidos oferecem insights valiosos sobre a produção de insulina em resposta a diferentes macronutrientes. No entanto, há limitações ao traduzir esses resultados diretamente para humanos vivos.

O ambiente em corpos vivos, incluindo fatores como fluxo sanguíneo, níveis hormonais e interações do sistema nervoso, pode alterar a resposta à insulina de maneira diferente do ambiente das células beta isoladas. Além disso, humanos vivos enfrentam influências adicionais, como alimentação, estresse e sedentarismo, que podem modular ainda mais as respostas à insulina.

Conclusão

Os pesquisadores mostraram evidências de que a secreção de insulina específica de nutrientes é heterogênea na população geral. Diante da hiperinsulinemia ser causal a inúmeras condições de saúde, o estudo estabelece bases para futuros estudos clínicos com o objetivo de avançar na área de nutrição terapêutica personalizada e o tratamento clínico do diabetes. Os autores do estudo concluem dizendo “esperamos que esta pesquisa inspire mais estudos clínicos envolvendo grupos maiores e mais diversos, aumentando a aplicabilidade de seus resultados em cenários do mundo real.”