Development of insulin resistance in horses (Equus caballus): etiologic and molecular aspects

Abstract

In horses, insulin resistance is associated with several comorbidities such as obesity, laminitis, colic and osteochondrosis. The multifactorial causes of insulin resistance in horses have been addressed, which include genetic and environmental factors. As a consequence of these factors, the cellular signaling pathways responsible for insulin synthesis, the glucose intake in target cells of peripheral tissues and other related processes (e.g., adipocytokine signaling pathways) are affected. In response to insulin, changes in gene expression occur, which are required for the integration of an entire network of metabolic and physiological responses in different organs. The peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) were the particular focus of studies in recent years, mostly in humans. The PPARs are the primary transcriptional regulators of adipocyte differentiation and lipid metabolism. They have a direct effect on the expression of the genes involved in glucid homeostasis and were recently associated with type-2 diabetes. A molecular framework to define the insulin-related pathologies has not been developed for horses. Additionally, the establishment of a proper diagnosis of insulin resistance is fundamental in this species. The aims of this review were to discuss the etiology to identify the primary causes of insulin resistance and to examine the current progress in understanding this pathology in horses. Future research should study how nutrients modulate the expression of genes related to energy metabolism under the physiopathological condition of insulin resistance. La resistencia a la insulina en caballos se ha asociado con diversas comorbilidades, tales como obesidad, laminitis, colicos y osteocondrosis. Se han descrito multiples factores causantes de la resistencia a la insulina especialmente los geneticos y ambientales. Los cuales pueden afectar las vias de senalizacion celular responsable de la sintesis de insulina en las celulas pancreaticas, la ingesta de glucosa en las celulas diana de los tejidos perifericos y otros procesos relacionados (por ej., las vias de senalizacion de adipocitocinas). En respuesta a la insulina, se producen cambios en la expresion genica que son necesarios para la integracion de toda una red de respuestas metabolicas y fisiologicas en diferentes organos. Los receptores activados por proliferadores peroxisomales (PPARs, por sus siglas en ingles) se han estudiado particularmente en los ultimos anos, principalmente en los seres humanos. Los PPARs son importantes reguladores de la transcripcion en la diferenciacion de adipocitos y el metabolismo de lipidos. Estos tienen un efecto directo sobre la expresion de genes implicados en la homeostasis de los glucidos y han sido recientemente relacionados con la diabetes tipo 2. Sin embargo, no se ha desarrollado un marco de trabajo a nivel molecular que permita identificar patologias relacionados con la insulina. Ademas, el establecimiento de un diagnostico adecuado para la resistencia a la insulina es fundamental en esta especie. El objetivo de esta revision es ilustrar las principales causas y etiologia de la resistencia a la insulina asi como examinar el progreso actual que demuestra esta patologia en caballos. Investigaciones futuras deben estudiar el efecto de nutrientes sobre la expresion de genes relacionados con el metabolismo de energia bajo esta condicion fisiopatologica.