21 آوریل 2023- محققان نقش کلیدی یک مکانیسم دفاعی را توصیف کردند که از فرد در برابر انسولین بیش از حد در بدن محافظت می ‌کند، چرا که انسولین بیش از حد می ‌تواند به اندازه ی کمبود انسولین مضر باشد.

بیش از یک قرن از کشف انسولین می گذرد و در طی این مدت، قدرت درمانی این هورمون گسترش و بهبود یافته است. انسولین یک درمان ضروری برای دیابت نوع 1 و برای بسیاری از افراد مبتلا به دیابت نوع 2 است.

صد سال تحقیق، درک پزشکی و بیوشیمیایی دانشمندان از نحوه ی عملکرد انسولین و آنچه در صورت کمبود آن اتفاق می‌افتد، را افزایش داده است، اما اینکه چگونه بدن از واکنش‌های بالقوه کشنده به انسولین بیش از حد جلوگیری می‌کند، همچنان یک راز باقی مانده است.

در مطالعه جدیدی که در نسخه آنلاین 20 آوریل 2023 Cell Metabolism منتشر شده است، تیمی از دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو، با همکارانش در سایر موسسات تحقیقاتی، یک بازیگر کلیدی در این مکانیسم دفاعی را توصیف کردند که از افراد در برابر انسولین بیش از حد در بدن محافظت می کند.

پرفسور مایکل کارین، نویسنده ارشد این مطالعه، و استاد ممتاز فارماکولوژی و آسیب شناسی در دانشکده پزشکی کالیفرنیا سن دیگو، گفت: اگرچه انسولین یکی از ضروری ترین هورمون هایی است که کمبود آن می تواند منجر به مرگ شود، انسولین بیش از حد نیز می تواند کشنده باشد.

در حالی که بدن ما به خوبی تولید انسولین را تنظیم می کند، بیمارانی که تحت درمان با انسولین یا داروهای تحریک کننده ی ترشح انسولین هستند، اغلب هیپوگلایسمی را تجربه می کنند، وضعیتی که اگر تشخیص داده نشود و به موقع درمان نشود، می تواند منجر به تشنج، کما و حتی مرگ شود که در مجموع وضعیتی به نام "شوک انسولین" را تعریف می کند. هیپوگلایسمی (قند خون پایین) یکی از علل مهم مرگ و میر در میان افراد مبتلا به دیابت است.

در این مطالعه ی جدید، دکتر Li Gu، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه پرفسورکارین، و همکارانش یک سیستم "دفاع طبیعی بدن یا دریچه ی ایمنی" را توصیف کردند که خطر شوک انسولین را کاهش می دهد.

این دریچه، یک آنزیم متابولیکی به نام "فروکتوز-1،6-بیس فسفات فسفاتاز یا FBP1" است که در کنترل گلوکونئوژنز نقش دارد، فرآیندی که در آن کبد گلوکز (منبع اولیه انرژی مورد استفاده سلول ها و بافت ها) را در طول خواب سنتز می کند و آن را ترشح می کند تا ذخیره ی گلوکز در جریان خون را ثابت نگه دارد.

برخی از داروهای ضد دیابت، مانند متفورمین، گلوکونئوژنز را- بدون اثر سوء ظاهری- مهار می کنند. کودکانی که با یک اختلال نادر ژنتیکی متولد می شوند که در بدن آنها FBP1 کافی تولید نمی گردد، نیز می توانند سالم بمانند و عمر طولانی داشته باشند.اما زمانی که بدن این کودکان بدون گلوکز یا کربوهیدرات می ماند، کمبود  FBP1 می تواند منجر به هیپوگلایسمی شدید در آنها شود. بدون تزریق گلوکز، ممکن است تشنج، کما و احتمالاً مرگ رخ دهد.

کمبودFPB1 ، همراه با عدم وجود گلوکز، با تشدید و مخدوش کردن مشکل، اثرات نامطلوب دیگری را ایجاد می کند که به گلوکونئوژنز مرتبط نیست، مانند بزرگ شدن کبد، کبد چرب، آسیب خفیف کبدی و افزایش لیپیدها یا چربی های خون.

برای درک بهتر نقش FBP1، محققان یک مدل موش را پرورش دادند که فقط کبد آنها دچار کمبود FBP1بود- برای تقلید دقیق شرایط انسان. موش‌هایی که مانند کودکان دارای کمبود FBP1 بودند تا زمانی که گرسنه نشده و ناشتا نبودند، طبیعی و سالم به نظر می ‌رسیدند، اما اگر گلوکز کافی دریافت نمی کردند به سرعت دچار هیپوگلایسمی شدید و ناهنجاری‌های کبدی و هایپرلیپیدمی می شدند که در بالا توضیح داده شد.

دکتر Guو همکارانش دریافتند که FBP1 نقش های متعددی دارد. علاوه بر ایفای نقش در تبدیل فروکتوز به گلوکز،دومین عملکرد غیر آنزیمی آن بسیار حیاتی داشت: FBP1، پروتئین کیناز AKT را که مجرای اصلی فعالیت انسولین است، مهار می کند.

دکترGu ، نویسنده ی اول این مقاله، گفت: اساساً آنزیم فروکتوز-1،6-بیس فسفات فسفاتاز، AKT را کنترل می کند و در برابر واکنش بیش از حد به انسولین، شوک هیپوگلایسمی و بیماری کبد چرب حاد از فرد محافظت می کند.

دکتر  Guبا همکاری با دکتر Yahui Zhu، دانشمند مدعو از دانشگاه چونگ کینگ در چین و نویسنده ی دوم این مطالعه، یک پپتید (رشته ای از اسیدهای آمینه) مشتق شده ازFBP1 ، تولید کردند که ارتباطFBP1  با AKT و پروتئین دیگری که AKT را غیرفعال می کند، مختل می کرد.

پرفسور کارین، گفت: این پپتید عملکرد انسولین را تقلید می کند و AKT را فعال می نماید. زمانی که این پپتید(با نام مستعارE7) به موش‌هایی که به دلیل مصرف طولانی ‌مدت رژیم غذایی پرچرب، به انسولین مقاوم شده‌ بودند- یک بیماری بسیار رایج پیش از دیابت- تزریق شد، مقاومت به انسولین را معکوس کرده و کنترل قند خون آنها را به حالت طبیعی بازگرداند.

پرفسور کارین گفت: ما قصد داریم E7 را به عنوان یک جایگزین مفید بالینی برای انسولین توسعه دهیم "زیرا ما بر اساس دلایل زیادی باور داریم که این پپتید بعید است که باعث شوک انسولین شود."

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2023/04/230421195027.htm