La stimolazione con glucosio delle isole di Langerhans causa secrezione ormonale dovuta a variazioni nel metabolismo cellulare. Precedenti studi condotti in cellule primarie di topo hanno dimostrato soppressione della fosforilazione ossidativa nelle cellule α ed amplificazione nelle cellule β. Al momento, nessuna evidenza con precisione di singola cellula è stata raccolta in isole umane. Per affrontare questo problema abbiamo combinato la misura dei tempi di vita della fluorescenza mediante microscopia (FLIM) in isole umane vitali con immunofluorescenza post-fissazione. Precisamente, l’approccio FLIM misura variazioni nell’equilibrio tra glicolisi e fosforilazione ossidativa dopo stimolazione con glucosio, mentre l’immunofluorescenza identifica le singole cellule α e β, abbinandole alla rispettiva risposta metabolica. Lo studio comprende una coorte di 4 donatori sani e 15 isole misurate, con 312 cellule α e 654 cellule β identificate. Entrambi i tipi cellulari hanno evidenziato eterogeneità nella risposta metabolica, in apparente contraddizione con le aspettative. Tuttavia, riconducendo le risposte di singola cellula al rispettivo donatore e correlandole al suo potere secretivo di insulina, si osservano risposte in media concordanti tra cellule α e β verso la fosforilazione ossidativa a basso potere secretivo mentre risposte discordanti, con cellule α che si spostano verso la glicolisi e cellule β verso la fosforilazione ossidativa, si osservano ad elevato potere secretivo del donatore. Infine, sommando la risposta media delle cellule α e β di ciascun donatore, emerge una relazione antilineare tra metabolismo cellulare collettivo ed insulina secreta (Fig.). I risultati suggeriscono un’azione sinergica delle cellule α e β nella risposta metabolica delle isole umane al glucosio e, quindi, nella regolazione della glicemia sistemica. Viene inoltre dimostrata l’efficacia del protocollo nel misurare la risposta specifica delle cellule α e β in isole umane vitali.
