L' apelina è un peptide scoperto nel 1998 dal team del professor M. Fujino. Attiva un recettore accoppiato alle proteine G costituito da sette domini transmembrana e che si esprime sulla superficie di alcune cellule.
Il gene dell'apelina codifica per una preproproteina di 77 aminoacidi, che contiene un peptide segnale nella parte ammino-terminale. Dopo aver indirizzato nel reticolo endoplasmatico e la scissione di questo peptide segnale, la proproteina di 55 amminoacidi può generare diversi frammenti attivi: un peptide di 36 amminoacidi corrispondente alla sequenza 42-77 (apelina 36), un peptide di 17 amminoacidi corrispondenti con la sequenza 61-77 (apelin 17) e un peptide di 13 amminoacidi corrispondente alla sequenza 65-77 (apelin 13). Quest'ultimo frammento potrebbe anche subire piroglutamilazione a livello della glutammina amminoterminale. Va notato che un recente studio mette in discussione la presenza e / o la concentrazione di questi peptidi nel plasma umano. D'altra parte, nel colostro e nel latte bovino sono stati identificati 46 diversi peptidi dell'apelina, che vanno dall'apelina 55 (proapelin) all'apelina 12 e comprendenti peptidi con estremità C troncate.
La localizzazione dell'espressione del suo recettore è quindi associata ai vari effetti fisiologici dell'apelina nell'organismo.
L'espressione vascolare del recettore è coinvolta nella regolazione della pressione sanguigna e la sua attivazione favorisce la formazione dei vasi sanguigni ( angiogenesi ).
L'effetto ipotensivo dell'apelina deriva dall'attivazione del recettore espresso sulla superficie delle cellule endoteliali . Questa attivazione si traduce nella produzione di NO, un potente vasodilatatore, che provoca il rilassamento delle cellule muscolari lisce nelle pareti delle arterie. Studi su topi invalidati a livello del gene che codifica per il recettore dell'apelina hanno suggerito l'esistenza di un equilibrio tra la via di segnalazione dell'angiotensina II che aumenta la pressione sanguigna e quella dell'apelina che diminuisce la pressione arteriosa.
L'attività angiogenica è la conseguenza degli effetti dell'apelina sulla proliferazione e migrazione delle cellule endoteliali. Apelin attiva le cascate di trasduzione intracellulare (fosforilazione di ERKs, Akt e p70S6kinase) che portano alla proliferazione delle cellule endoteliali e alla formazione di nuovi vasi sanguigni. È interessante notare che l'invalidazione del gene dell'apelina provoca un ritardo nello sviluppo della rete vascolare retinica.
Il recettore dell'apelina è già espresso all'inizio della formazione embrionale del cuore, in cui controlla la migrazione dei precursori cellulari che danno origine alle cellule contrattili, i cardiomiociti . La sua espressione è presente anche nei cardiomiociti del cuore adulto e l'attivazione del recettore è all'origine del potente effetto dell'apelina sulla forza di contrazione del cuore. L'invalidazione del gene dell'apelina provoca nei topi anziani una progressiva alterazione della contrattilità cardiaca .
Il recettore è espresso anche nei neuroni in alcune regioni del cervello che sono coinvolte nell'assunzione di cibo e acqua. L'iniezione di apelina induce un aumento dell'assunzione di acqua e d'altra parte l'apelina diminuisce la secrezione a livello dell'ipotalamo di un ormone antidiuretico, la vasopressina . Questa azione diuretica dell'apelina associata al suo effetto ipotensivo partecipa globalmente alla regolazione omeostatica dei fluidi corporei. L'apelina viene rilevata anche nelle aree che controllano l'appetito, ma gli effetti dell'apelina sull'assunzione di cibo danno risultati contrastanti.
Per quanto riguarda invece la regolazione della glicemia, l'apelina presente a livello dell'ipotalamo esercita effetti dipendenti dalla dose e dalla situazione metabolica sull'omeostasi dei carboidrati. Pertanto, uno studio scientifico condotto da Duparc et al ha permesso di dimostrare, nei topi, che livelli moderati di apelina presenti nell'ipotalamo aiutavano a regolare correttamente la glicemia, mentre la presenza di un livello troppo alto di apelina. lo stesso livello era sufficiente per innescare diverse caratteristiche del diabete di tipo II
Il recettore è espresso anche in vari tipi di cellule dell'apparato digerente : cellule enteroendocrine nello stomaco ; cellule del colon delle cellule endocrine pancreatiche . Nello stomaco, l'attivazione del recettore espresso sulla superficie delle cellule enteroendocrine dall'apelina secreta dalle cellule parietali inibirebbe il rilascio di istamina da parte delle cellule enteroendocrine, che a sua volta diminuirebbe la secrezione acida delle cellule parietali. Nel pancreas, l'apelina inibisce la secrezione di insulina indotta dal glucosio. Questa inibizione rivela l'interdipendenza funzionale tra la segnalazione dell'apelina e la segnalazione dell'insulina osservata a livello degli adipociti, dove l'insulina stimola la produzione di apelina. Recentemente, l'espressione del recettore è stata rilevata nelle cellule del muscolo scheletrico, dove si ritiene che l'apelina sia coinvolta nella ricaptazione del glucosio, partecipando così alla regolazione della glicemia . http://www.destinationsante.com/Apeline-la-proteine-qui-aurait-deux-mots-a-dire-au-diabete.html
L'espressione del recettore è presente anche sulla superficie degli osteoblasti, cellule che partecipano alla formazione dell'osso.
L'apelin migliora l'utilizzo complessivo del glucosio prendendo di mira in modo specifico il tessuto muscolare scheletrico e grasso. I suoi effetti sono principalmente dovuti ad un'attivazione intracellulare dell'uso di substrati energetici (lipidi) da parte dei mitocondri. Il trattamento con l'apelina aumenta significativamente la funzione e il numero di mitocondri nella cellula muscolare. Negli animali diabetici obesi, il trattamento con apelina migliora la sensibilità all'insulina, i livelli di zucchero nel sangue e l'aumento di peso. La sperimentazione clinica di fase 1 dimostra il concetto di effetti metabolici nell'uomo
In questo senso, questa proteina potrebbe essere un'alternativa contro il diabete , soprattutto di tipo II , non insulino-dipendente.