Ο μεταβολισμός της γλυκόζης είναι αιτία διαβήτη και η αναστολή ενός ενζύμου, της γλυκοκινάσης προλαμβάνει τις επιπτώσεις της χρόνιας υπεργλυκαιμίας βρήκε μια σημαντική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications.
Οι μεταβολίτες της γλυκόζης (χημικές ουσίες που παράγονται όταν η γλυκόζη διασπάται από τα κύτταρα), και όχι η ίδια η γλυκόζη, ανακαλύφθηκε ότι είναι το κλειδί για την εξέλιξη του διαβήτη τύπου 2. Στον διαβήτη, τα βήτα κύτταρα του παγκρέατος δεν απελευθερώνουν αρκετή ποσότητα από την ορμόνη ινσουλίνη, η οποία μειώνει τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Αυτό συμβαίνει επειδή ένας μεταβολίτης της γλυκόζης βλάπτει τη λειτουργία των βήτα-κυττάρων του παγκρέατος.
Υπολογίζεται ότι 415 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως ζουν με διαβήτη. Με σχεδόν 5 εκατομμύρια ανθρώπους να έχουν διαγνωστεί με την πάθηση στο Ηνωμένο Βασίλειο. Περίπου το 90% των περιπτώσεων είναι διαβήτης τύπου 2, ο οποίος χαρακτηρίζεται από την αποτυχία των παγκρεατικών β-κυττάρων να παράγουν ινσουλίνη, με αποτέλεσμα τα χρόνια αυξημένα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα.
O μεταβολισμός της γλυκόζης αιτία διαβήτη
Ο διαβήτης τύπου 2 εμφανίζεται κανονικά σε μεταγενέστερη ενήλικη ζωή και μέχρι τη στιγμή της διάγνωσης, έως και το 50% της λειτουργίας των βήτα κυττάρων έχει χαθεί. Ενώ οι ερευνητές γνώριζαν εδώ και αρκετό καιρό ότι το χρόνιο αυξημένο σάκχαρο στο αίμα (υπεργλυκαιμία) οδηγεί σε προοδευτική μείωση της λειτουργίας των β-κυττάρων, το τι ακριβώς προκαλεί την αποτυχία των βήτα-κυττάρων στον διαβήτη παραμένει ασαφές.
Τώρα μια νέα μελέτη με επικεφαλής την Δρ. Elizabeth Haythorne και την Καθηγήτρια Frances Ashcroft του Τμήματος Φυσιολογίας, Ανατομίας και Γενετικής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης αποκάλυψε πώς η χρόνια υπεργλυκαιμία προκαλεί ανεπάρκεια των β-κυττάρων. Χρησιμοποιώντας ένα ζωικό μοντέλο διαβήτη και βήτα κύτταρα που καλλιεργήθηκαν σε υψηλή γλυκόζη, έδειξαν, για πρώτη φορά, ότι ο μεταβολισμός της γλυκόζης, και όχι η ίδια η γλυκόζη, είναι αυτό που οδηγεί στην αποτυχία των βήτα κυττάρων να απελευθερώσουν ινσουλίνη στην περίπτωση του διαβήτη τύπου 2. Είναι σημαντικό ότι απέδειξαν επίσης ότι η ανεπάρκεια των β-κυττάρων που προκαλείται από χρόνια υπεργλυκαιμία μπορεί να προληφθεί με την επιβράδυνση του ρυθμού του μεταβολισμού της γλυκόζης.
Η Ashcroft είπε: «Αυτό υποδηλώνει έναν πιθανό τρόπο με τον οποίο η μείωση της λειτουργίας βήτα-κυττάρων στον διαβήτη τύπου 2 μπορεί να επιβραδυνθεί ή να αποτραπεί».
Η συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα ελέγχεται εντός στενών ορίων. Όταν είναι πολύ χαμηλή για περισσότερα από λίγα λεπτά, μπορεί να μην έχουμε καλή αίσθηση του περιβάλλοντός μας επειδή ο εγκέφαλος δεν έχει το αγαπημένο του καύσιμο. Η χρόνια αύξηση της συγκέντρωσης της γλυκόζης στο αίμα είναι επίσης επικίνδυνη, καθώς προκαλεί σοβαρές επιπλοκές που εντοπίζονται στον ανεπαρκώς ελεγχόμενο διαβήτη, όπως αμφιβληστροειδοπάθεια, νεφροπάθεια, περιφερική νευροπάθεια και καρδιακές παθήσεις.
Η ινσουλίνη, που απελευθερώνεται από τα βήτα κύτταρα του παγκρέατος όταν αυξάνονται τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, είναι η μόνη ορμόνη που μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα και ο διαβήτης (υψηλά επίπεδα γλυκόζης στο αίμα) προκύπτει όταν η έκκριση ινσουλίνης είναι ανεπαρκής ή η δράση της ορμόνης έχει υποβαθμιστεί. Στον διαβήτη τύπου 2, τα βήτα κύτταρα εξακολουθούν να υπάρχουν (σε αντίθεση με τον διαβήτη τύπου 1), αλλά έχουν εξασθενημένη έκκριση σε ινσουλίνη.
Προηγούμενη εργασία από την ίδια ερευνητική ομάδα της Οξφόρδης έχει δείξει ότι η χρόνια υπεργλυκαιμία βλάπτει την ικανότητα των β-κυττάρων να παράγουν ινσουλίνη και να την απελευθερώνουν όταν αυξάνονται τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Αυτό υποδηλώνει ότι η παρατεταμένη υπεργλυκαιμία πυροδοτεί μια φαύλη σπείρα στην οποία η αύξηση της γλυκόζης στο αίμα οδηγεί σε βλάβη των βήτα κυττάρων και λιγότερη έκκριση ινσουλίνης -αυτό με τη σειρά του προκαλεί ακόμη μεγαλύτερη αύξηση της γλυκόζης στο αίμα και περαιτέρω μείωση της λειτουργίας των β-κυττάρων.
Η Haythorne είπε: «Συνειδητοποιήσαμε ότι έπρεπε να καταλάβουμε πώς η γλυκόζη βλάπτει τη λειτουργία των β-κυττάρων, ώστε να σκεφτούμε τρόπους που θα μπορούσαμε να σταματήσουμε ή να επιβραδύνουμε τη φαινομενικά αδυσώπητη μείωση της λειτουργίας των β-κυττάρων στον διαβήτη τύπου 2».
Ο ρόλος της γλυκοκινάσης
Η μελέτη είναι σημαντική γιατί δείχνει ότι ένα προϊόν διάσπασης του μεταβολισμού της γλυκόζης, και όχι η ίδια η γλυκόζη, είναι αυτό που προκαλεί την αποτυχία των βήτα κυττάρων του παγκρέατος να απελευθερώσουν ινσουλίνη στην περίπτωση του διαβήτη. Τα υψηλά επίπεδα γλυκόζης στο αίμα προκαλούν αυξημένο ρυθμό μεταβολισμού της γλυκόζης στα βήτα κύτταρα, κάτι που οδηγεί σε μεταβολική συμφόρηση και συγκέντρωση μεταβολιτών. Αυτοί οι μεταβολίτες απενεργοποιούν το γονίδιο της ινσουλίνης, με αποτέλεσμα να παράγεται λιγότερη ινσουλίνη, απενεργοποιώντας επίσης πολλά γονίδια που εμπλέκονται στο μεταβολισμό και την έκκρισης ινσουλίνης. Κατά συνέπεια, τα βήτα κύτταρα γίνονται τυφλά στη γλυκόζη και δεν ανταποκρίνονται πλέον στις αλλαγές της γλυκόζης στο αίματος εκκρίνοντας ινσουλίνη.
Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε ότι ο αποκλεισμός ενός ενζύμου που ονομάζεται γλυκοκινάση, το οποίο ρυθμίζει το πρώτο βήμα στο μεταβολισμό της γλυκόζης, θα μπορούσε να αποτρέψει τις γονιδιακές αλλαγές που συμβαίνουν και να διατηρήσει την διεγερμένη από τη γλυκόζη έκκριση ινσουλίνης ακόμη και με την παρουσία χρόνιας υπεργλυκαιμίας.
Η Ashcroft είπε: «Αυτός είναι δυνητικά ένας χρήσιμος τρόπος για να προσπαθήσουμε να αποτρέψουμε την παρακμή των β-κυττάρων στο διαβήτη. Επειδή ο μεταβολισμός της γλυκόζης διεγείρει κανονικά την έκκριση ινσουλίνης, προηγουμένως υποτέθηκε ότι η αύξηση του μεταβολισμού της γλυκόζης θα ενίσχυε την έκκριση ινσουλίνης στον διαβήτη τύπου και δοκιμάστηκαν ενεργοποιητές γλυκοκινάσης με διάφορα αποτελέσματα. Τα δεδομένα μας υποδηλώνουν ότι οι ενεργοποιητές γλυκοκινάσης θα μπορούσαν να έχουν δυσμενή επίδραση και ότι ένας αναστολέας γλυκοκινάσης μπορεί να είναι μια καλύτερη στρατηγική για τη θεραπεία του διαβήτη τύπου 2. Φυσικά, θα ήταν σημαντικό να μειωθεί η ροή γλυκόζης στους διαβητικούς σε επίπεδα που υπάρχει σε ανθρώπους χωρίς διαβήτη –αλλά όχι περαιτέρω».
Υπάρχει πολύς δρόμος για να μπορέσουμε να πούμε εάν αυτή η προσέγγιση θα ήταν χρήσιμη για τη θεραπεία της παρακμής των β-κυττάρων στον διαβήτη τύπου 2. Εν τω μεταξύ, το βασικό μήνυμα από τη μελέτη, εάν έχετε διαβήτη τύπου 2 είναι ότι είναι σημαντικό να διατηρείτε καλά ελεγχόμενη τη γλυκόζη του αίματός σας.
Περισσότερες πληροφορίες: Altered glycolysis triggers impaired mitochondrial metabolism and mTORC1 activation in diabetic β-cells, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34095-x.
