E' noto da numerosi studi, effettuati sia in vitro che in vivo, che l'insulina è un "ormone vascolare", agendo direttamente a livello dei vasi sanguigni sulle cellule endoteliali, sulle piastrine e sulle cellule muscolari lisce vascolari (CMLV) (Trovati 1988;Trovati 1998;Trovati 1999;Zeng et al 1996;Hsueh et al., 1999;Huang, 2003 ).Nella mediazione del segnale insulinico a livello vascolare, un ruolo centrale è svolto dall'NO, che tra le numerose azioni modula il tono vascolare e il flusso ematico locale, l'aggregazione e l'adesione piastrinica, l'inibizione della proliferazione e della migrazione delle CMLV, e le interazioni cellulari leucocito-endoteliali.La produzione di ossido nitrico da parte dell'insulina avviene non solo nelle cellule endoteliali, tramite la eNOS, ma anche nelle piastrine e nelle cellule muscolari lisce vascolari, nelle quali è stata altresì dimostrata la presenza di una NOS costitutiva (Trovati 1997(Trovati e 1999).E' stato dimostrato che l'insulina esercita un effetto vasodilatante in vivo, inibito dalla co-infusione con un inibitore della NOS, la N-monometil-l-arginina (l-NMMA), e quindi NO-mediato (Steinberg et al., 1994). L'incremento insulino-indotto della sintesi di NO è determinato sia dall'aumentata espressione genica di eNOS sia dall'attivazione dell'enzima stesso. Per quanto riguarda l'aumentata espressione di eNOS, è stato osservato che la regolazione di questo processo è mediata dalla via della PI-3K (Kuboki et al., 2000). Infatti, la stimolazione di cellule endoteliali con insulina determina un incremento dell'mRNA di eNOS e della sua espressione proteica, abolito in presenza di inibitori della PI-3K (wortmannina ed LY294002) (Kuboki et al., 2000). Gli stessi Autori hanno studiato l'espressione di eNOS in risposta allo stimolo insulinico nella microcircolazione isolata da ratti Zucker magri insulino-sensibili fa/+ e ratti obesi insulino-resistenti fa/fa, evidenziando in questi ultimi un ridotto incremento insulino-indotto dell'espressione di eNOS (Kuboki et al., 2000). In questo studio l'incremento dell'espressione di eNOS si manifesta dopo almeno 4 ore di incubazione, con un picco dopo 8 ore, in accordo con l'osservazione in vivo di un effetto vasodilatatorio continuato nel tempo da parte dell'insulina (Kuboki et al., 2000).Si segnalano d'altra parte le osservazioni di Zeng e Quon (Zeng et al., 1996) concernenti un incremento rapido della produzione di NO (valutata mediante elettrodo amperometrico NO-specifico) sotto stimolazione insulinica, della durata di pochi minuti. L'ED 50 per quest'effetto dell'insulina è stato stimato pari a 500 nM, una concentrazione molto al di sopra di quella fisiologica (Zeng et al., 1996); studi successivi effettuati in altri tipi cellulari hanno tuttavia dimostrato, con l'impiego di tecniche più sensibili nel rilevare la produzione di NO, che l'attivazione della eNOS ha luogo già a concentrazioni fisiologiche dell'ormone (Trovati et al., 1999;Anfossi et al., 2002). Anche quest'effetto rapido di attivazione enzimatica è mediato dalla via della PI-3K, essendo ridotto dalla incubazione con wortmannina (Zeng et al., 1996).La già accennata fosforilazione della eNOS in Ser 1179 da parte di Akt è un punto chiave nell'attivazione di eNOS da parte dell'insulina, come riportato in uno studio effettuato con l'uso di varianti di eNOS mutate in modo inattivante nel sito di fosforilazione di Akt (Montagnani et al., 1996). Si tratta di un'attivazione calcioindipendente, non abolita quindi dal pre-trattamento con un chelante del calcio.Le osservazioni sperimentali sopra riportate suggeriscono che un'alterazione della via di segnale PI-3K/Akt sia responsabile del difetto nella vasodilatazione endotelio-dipendente sotto stimolo insulinico (Kuboki et al., 2000 ;Hsueh, 2003).La produzione di NO da parte delle cellule endoteliali è ridotta sia in vitro sia in vivo in modelli sperimentali di insulino-resistenza, in soggetti obesi con ridotta sensibilità insulinica, ed in soggetti affetti da diabete di tipo 2, giustificando in queste condizioni una importante riduzione della vasodilatazione insulino-mediata (Laakso 1990(Laakso e 1992.Il ridotto effetto di vasodilatazione nell'insulino-resistenza può peraltro essere dovuto anche ad un difetto a valle della produzione di ossido nitrico, lungo la via che porta alla stimolazione della guanilatociclasi solubile nelle CMLV, o ad un'alterazione della cascata del segnale in risposta al cGMP, come studi in corso di pubblicazione effettuati nel nostro laboratorio chiaramente dimostrano.La via della PI-3K -comune sia agli effetti metabolici sia ad alcuni effetti vascolari dell'insulina favorenti la perfusione dei tessuti, l'omeostasi pressoria e la attenuazione del processo aterogeno-è dunque attenuata nell'insulino-resistenza.Viene ora presa in considerazione l'altra via del segnale insulinico, quella della "Mitogen Activated Protein Kinase" (MAPK).Si è fatto strada negli ultimi anni il concetto di "insulino-resistenza selettiva", che ipotizza nelle condizioni classiche di insulinoresistenza un alterato funzionamento della via IRS-1/PI-3K/Akt, contrapposto ad un normale funzionamento della via della MAPK (Jang et al., 1999;Cusi et al., 2000).L'insulino-resistenza selettiva spiegherebbe perché negli stati di insulino-resistenza sono mantenuti gli effetti insulinici di tipo mitogenico-proliferativo, favorenti la disfunzione endoteliale e l'aterogenesi, con aumentata produzione di endotelina, PAI-1 ed espressione di molecole d'adesione mentre vengono persi gli effetti anti-aterogeni ed anti-ipertensivi mediati dall'NO. Appare in questo quadro rilevante il ruolo dell'iperinsulinemia compensatoria che si accompagna all'insulino-resistenza nel condizionare gli eventi cardiovascolari con un meccanismo di danno mediato dalla via della MAPK. Uno studio di Montagnani et al. (Montagnani et al., 2002) ha creato un modello in vitro di insulino-resistenza selettiva, bloccando in cellule endoteliali umane della vena ombelicale la via della PI-3K mediante inibizione con wortmannina, ed esponendo le cellule a concentrazioni di insulina che mimassero l'iperinsulinemia compensatoria. In queste condizioni sperimentali è stata osservata, oltre alla prevista riduzione della produzione di ossido nitrico, un'aumentata prenilazione, mediata dalla via Shc/MAPK, delle proteine Ras e Rho (Montagnani et al., 2002), GTPasi a basso peso molecolare che incrementano la risposta mitogenica delle cellule a numerosi fattori di crescita. Sono state osservate anche un'aumentata espressione di VCAM-1 ed E-selectina ed un'accresciuta interazione tra monociti e cellule endoteliali.Quindi le due vie del segnale insulinico sembrano mediare effetti apparentemente contrapposti, in un delicato equilibrio che risulta alterato in condizioni di insulino-resistenza, sbilanciandosi in senso pro-aterogeno (Hsueh et al., 1999), come illustrato dalla figura seguente. 