حساسیت به انسولین تحت تاثیر نور و زمان روز قرار می گیرد

21مه 2019 - محققان دانشگاه ژنو (UNIGE) برای درک اینکه چگونه مغز اثرات انسولین را با نور پیوند می دهد، هماهنگی نوسانات حساسیت به انسولین را با چرخه های سیرکادین و همچنین در ارگان های مختلف، بررسی نمودند . قلب کشف آنها، نورونهای هسته ی ونترومدیال هیپوتالاموس است، بخشی از مغز که این تعادل را مدیریت می کند. نتایج این تحقیق که در مجله Cell Reports منتشر شده است، بیماران دیابتی و پزشکان را تشویق می کند تا بهترین زمان را برای تزریق انسولین به منظور کنترل صحیح اثرات آن انتخاب کنند تا همچنین خطر هیپوگلیسمی را کاهش دهند.

بنظر می رسد که اختلال در ساعت داخلی بدن ما نقش مهمی در انفجار بیماری های متابولیکی و به ویژه دیابت در دهه های اخیر داشته است. در واقع، اگر تغییرات شبانه روزی برای اثرات انسولین مهم است و مدیریت گلیسمیک بدن با ریتم سیرکادین مرتبط است- که هم اکنون این اثرات به تازگی شناخته شده اند-، مکانیزم های دخیل در آن کدامند؟ چگونه اندام ها ساعت های داخلی خود را با هم از نظر زمانی تطابق می دهند؟

تعادل بین ترشح و عمل هورمون ها برای عملکرد صحیح بدن ضروری است. بهمین علت، ترشح هورمون های متعددی، از جمله انسولین، در طول یک دوره 24 ساعته تغییر می کند و بنظر می رسد که هر تغییری در این ریتم طبیعی به بیماری های متابولیکی منجر شود. بدن برای هماهنگی زمانی خود، به دو عنصر ضروری توجه می کند: تغییر نور و تاریکی و همچنین تغذیه و عدم تغذیه(ناشتا). در حقیقت، نوری که توسط نورونهای شبکه دریافت شده و به مغز منتقل می گردد به نوبه ی خود ساعت های محیطی واقع در قسمت های مختلف بدن را تنظیم می کند.

رهبر این تحقیق پروفسور Roberto Coppari از مرکز دیابت دانشکده پزشکی UNIGE، توضیح می داد: فرض ما این بود که حساسیت به انسولین با توجه به چرخه 24 ساعته ی شبانه روزی(سیرکادین) و همچنین بر اساس نوع بافت ها تغییر می کند. از آنجایی که ما پیش از این می دانستیم که برخی از نورون ها در هسته ی ونترومدیال هیپوتالاموس(VMH)  ، بنام  نورونهای VMH SF1، سیستم عصبی سمپاتیک را که به عضلات اسکلتی موش می رسد، کنترل می کنند، ما این نورون ها را بررسی کردیم.

از مغز تا اندام ها: مکانیزم های مختلف بسته به نوع بافت

ابتدا دانشمندان یک ارزیابی کامل از فعالیت انسولین در بافت های مختلف در موش ها (عضلات گاستروکنمیوس[1] و سولئوس[2] هر دو در پاها، بافت چربی و کبد) انجام دادند و تغییرات قابل توجهی را در همه ی بافت ها مشاهده کردند. آنها دریافتند که با نگه داشتن موش ها در یک دوره ی 12 ساعت نور و 12 ساعت تاریکی، حساسیت به انسولین بطور منطقی در طول دوره ی استراحت(تاریکی) به حداقل می رسد. سپس آنها اندازه گیری های مشابه ای را بر روی حیواناتی انجام دادند که ژنSIRT1 (یک ژن مرتبط با تنظیم اجزای مولکولی هسته ی ساعت) تنها در چند هزار عدد از نورونهای VMH SF1 آنها حذف شده بود.  دکتر Giorgio Ramadori، محقق مرکز دیابت و نویسنده اول این مطالعه توضیح داد: در واقع، ما قبلا می دانستیم که در موش های حامل یک تغییر در این ژن در نورون هایVMH SF1 ، تمایل به مقاومت به انسولین ایجاد می شود، اما از مکانیسم آن بی اطلاع بودیم. با تعدیل زمان قرار گرفتن در معرض نور، محققان دریافتند که ژنSIRT1 در نورونهای  VMH SF1 نقش کلیدی در عملکرد انسولین در عضله ی گاستروکنمیوس اما نه در سایر بافتها دارد. پرفسور Coppari، با آنالیز این نتیجه گفت: این نتیجه دو چیز را به ما می آموزد، از یک طرف، نورون های مختلفی، وظیفه ی انتقال ورودی های چرخه ی نور / تاریکی را به ارگان های مختلف بعهده دارند، و از سوی دیگر، اختلال تنها یکی از این راه های تنظیم کننده برای افزایش خطر ابتلا به دیابت کافی است.

محققان به منظور بررسی تاثیر نور بر حساسیت بافت به انسولین، جذب گلوکز ناشی از انسولین را اندازه گیری کردند. به نظر می رسد یک اختلال کوچک در چرخه ی نور و تاریکی (مثلا یک ساعت قرار گرفتن در معرض نور در وسط چرخه ی تاریکی، یا حذف نور برای 2 روز) برای ایجاد یک اثر منفی کافی است. در واقع، افزایش یا کاهش قرار گرفتن در معرض نور می تواند به شدت بر حساسیت بافت ها به انسولین تأثیر بگذارد و تغییرات این مکانیسم، با وجودی که حداقل هستند، برای اختلال در هوموستازی متابولیکی کافی می باشد. این نتایج توضیح می دهد که چرا احتمال ابتلا به به بیماری های متابولیکی مانند دیابت در افرادی که در زمان غلط در معرض نور قرار می گیرند- به عنوان مثال کارگران شیفتی- بیشتر است.

در نظر گرفتن زمان روز

امروزه بیش از 450 میلیون نفر در سراسر جهان به دیابت مبتلا هستند و بسیاری از آنها نیاز به تزریق روزانه ی انسولین دارند. زمانی که انسولین درون بدن انسان در مقادیر کافی تولید نمی شود، مانند افراد مبتلا به دیابت نوع 1 انسولین،- تنها درمان در دسترس، تزریق انسولین است، اما این روش بدون خطر نمی باشد از جمله خطر بالقوه ی هیپوگلیسمی شدید که می تواند منجر به کما و حتی مرگ شود. در عمل، مقدار انسولین مورد نیاز برای بیماران براساس میزان مصرف کربوهیدراتهای آنها محاسبه می شود. پرفسور Coppari می گوید: با توجه به نتایج ما که نشان می دهد حساسیت به انسولین با زمان روز و ریتم شبانه روزی افراد تغییر می کند، این پارامتر باید به منظور مدیریت بهتر درمان و محدود کردن خطرات آن مورد توجه قرار گیرد. فراتر از انسولین، تأثیر زمان استفاده از داروها بر اثربخشی درمان های دارویی باید بطور وسیعی بررسی گردد.

منبع:

Cell Reports, 2019; 27 (8): 2385 DOI: 10.1016/j.celrep.2019.04.093

www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190521124651.htm