جلوگیری از عوارض دیابت : تأثیر روی (زینک )

دردیابت نوع 2 پروتئینی بنام آمیلین با تشکیل خوشه های متراکم از عمل سلولهای تولید کننده ی انسولین ممانعت کرده و کنترل قند خون را مختل می کند. دانشمندان دانشگاه Michigan به بررسی عملکرد روی یا زینک بر آمیلین و جلوگیری از اختلال تولید انسولین پرداختند. آنها به بررسی جزییات عملکرد روی(zn)  بر آمیلین پرداختند.

یافته های این تحقیق در شماره ی جولای the journal of Molecular Biology به چاپ رسید. به گفته ی پرفسور Ramamoorthy : آمیلین پروتئین دو شخصیتی است، در افراد سالم که مقدار روی(zn)   در سلولهای تولید کننده ی انسولین در پانکراس طبیعی است آمیلین به تنظیم قندخون کمک می کند . در حقیقت آنالوگ آمیلین که Symlin نام دارد همراه با انسولین برای کنترل قندخون در افراد دیابتی بکار گرفته می شود.

 در حالتی که آمیلین عمل خود را بخوبی انجام می دهد زینک یا روی همانند یک نگهبان از تبدیل آمیلین به خوشه های سخت جلوگیری می کند. درسطح مولکولی روی از تشکیل خوشه های سخت آمیلین که معمولاً دربیماریهایی نظیر آلزایمر، پارکینسون و هانتینگتون یافت می شود، جلوگیری می کند. آمیلین به نام IAPP یا  Islet Amyloid  polypeptide معروف است.

اما زمانیکه درمحیط سلولی مثلاً در افراد مبتلا به دیابت نوع 2 روی(zn) نایاب می شود، از آنجاییکه آمیلین هیچ مراقبی ندارد آزادانه به تشکیل خوشه های مولکولی می پردازد و خوشه های مولکولی آمیلین به صورت یک گروه خرابکار تشکیل شده و نهایتاً تشکیل ساختارهای نواری شکلی بنام فیبریل را می دهند و از آن جایی که تشکیل فیبریل با ایجاد تعدادی از بیماریها در انسان مرتبط می باشد مدتها تصور بر این بود که فیبر ها  سمی هستند و خود سبب ایجاد بیماری می شوند. اما شواهد فعلی نشان می دهد که عامل حقیقی این فرآیند قطعات کوتاه تری هستند که بعداً گرد هم جمع شده و فیبریل های طویل تر را تشکیل می دهند . به همین دلیل درک چگونگی فرآیند گردهم آیی قطعات کوچک و تشکیل فیبریل طویل نهایی بسیار مهم است.

پرفسور Ramamoorthy وهمکارانش به این منظور به بررسی چگونگی اندرکنش دقیق روی با آمیلین پرداختند . آنها امیدوار بودند که از این طریق بتوانند راهی برای درمان یا پیشگیری از دیابت نوع 2 یا بیماریهایی که با پیری آغاز می شوند بیابند. در کارهای مقدماتی، آنها نشان دادند که با اتصال روی به آمیلین درنقطه ای روی به قسمت میانی مولکولی آمیلین سبب می شود ناحیه ی N انتهایی مولکول آمیلین منظم تر شود.

پرفسور Ramamoorthy می گوید: کشف این موضوع اهمیت خاصی داشت زیرا N انتهای مولکول آمیلین در تشکیل خوشه های مولکولی آمیلین و ایجاد سمیت نقش زیادی دارد.

به علاوه، محققین دریافتند قبل از اینکه amylin بتواند در تشکیل فیبریل شرکت کند، روی باید از آشیانه ی خود در آمیلین خارج شود. خروج روی از محل خود همراه با مصرف انرژی است به همین علت از تشکیل فیبریل جلوگیری می کند و از آنجایی که یک مولکول تکی روی می تواند به چندین آمیلین متصل شود سبب می شود مولکولهای آمیلین به نحوی کنار هم جمع شوند که در تشکیل فیبریل ها شرکت نکنند.

روی مانند آمیلین چهره ی دو گانه ای دارد درشرایط مشابه با شرایط خارج از سلولهای جزایر لانگرهانس، چنانچه روی(zn) حضور نداشته باشد مولکولهای آمیلین در کمتر از یک چشم به هم زدن به هم متصل شده  و تشکیل فیبریل ها را می دهند. اما در شرایطی مشابه با داخل سلول ، تأثیر ممانعتی روی(zn) رو به کاهش می گذارد و سایر عوامل مانند انسولین وظیفه ی حفاظتی روی(zn) را به عهده می گیرند.

گروه تحقیقاتی پرفسور Ramamoorthy چگونگی این وقایع را کشف نمودند .آمیلین دو جایگاه برای اتصال روی(zn) دارد . روی(zn) ترجیح می دهد که به جایگاه اول که در میانه ی مولکول آمیلین قرار دارد متصل شده و از تشکیل فیبر یل جلوگیری کند. اما زمانیکه مقدار روی در محیط زیاد باشد و تمام جایگاههای اتصال در قسمت میانی اشغال شود روی باید به جایگاه دوم در آمیلین متصل شود که با تأثیر اتصال به جایگاه اول تداخل دارد.

این موضوع توضیح می دهد که چرا کاهش مقدار انسولین به عنوان گارد محافظتی جانشین روی(zn) ، درون سلولهای جزایر لانگرهانس افراد دیابتی سبب مرگ سلولهای جزایر لانگرهانس می شود.

تمام آزمایشات توضیح داده شده درمقاله ی Molecular Biology در محیط مصنوعی آزمایشگاه انجام شد نه درون موجود زنده که غلظت زینک مرتب در حال تغییر است . پرفسور Ramamoorthy امیداوار است که در آزمایشات آینده ، برای درک اندرکنش آمیلین با سلولهای جزایر لانگرهانس و تحریک تأثیرات سمیت آمیلین بر سلولهای جزایر لانگرهانس شرایط را به حالت طبیعی درون موجود زنده نزدیک تر کنند.

نتایج این تحقیق در آینده به درمانهای metal-based برای افراد مبتلا به دیابت نوع 2 و همچنین آلزایمر و سایر بیماریهای نورودژنراتیو کمک خواهد کرد.

منبع: www.sciencedaily.com