چگونه دیابت باعث از دست رفتن عضلات می شود

22 فوریه 2019- دیابت با مشکلات بهداشتی مختلفی از جمله کاهش توده عضلانی اسکلتی همراه است. یک گروه تحقیقاتی تحت رهبری پروفسورWataru Ogawa  در دانشکده پزشکی دانشگاه Kobe نشان داد که افزایش سطح قند خون منجر به آتروفی عضلانی می شود و دو پروتئین WWP1  و KLF15 در این پدیده نقش کلیدی ایفا می کنند.این یافته ها در 21 فوریه در نسخه ی آنلاین JCI Insight منتشر شد.

هنگامی که موشها دچار دیابت می شوند، ما شاهد کاهش وزن عضلانی (چپ) و کاهش اندازه ی فیبر عضلانی هستیم (راست). این پدیده ها در موش هایی که دچار کمبود KLF15 در عضلات هستند، رخ نمی دهد.

کاهش توده عضلانی همراه با پیری، سبب بروز اختلال در فعالیت بدنی ما شده و ابتلای ما را به انواع مشکلات بهداشتی مستعد می کند و درنتیجه منجر به کوتاه شدن طول عمر ما می گردد. کاهش میزان توده عضلانی وابسته به سن و اختلال در فعالیت بدنی منتج از آن به عنوان "sarcopenia" شناخته شده است، که بار سنگینی به جوامع در حال پیری تحمیل می کند.

پروفسور Ogawaگفت: ما قبلا می دانستیم که بیماران مبتلا به دیابت بامزه مستعد از دست دادن عضلات خود با افزایش سن هستند، اما از مکانیسم دقیق این پدیده اطلاع کافی نداشتیم. دیابت بامزه بیماری ناشی از عملکرد ناکافی هورمون انسولین است. انسولین نه تنها سطح قند خون را کاهش می دهد، بلکه باعث رشد و تکثیر سلول ها می شود؛ به نظر می رسد که عملکرد ناکافی انسولین منجر به سرکوب رشد و تکثیر سلول های عضلانی می شود که به نوبه خود موجب کاهش توده عضلانی اسکلتی می گردد.

پروفسور Ogawaو تیمش دریافتند که در کاهش توده عضلانی ناشی از افزایش قند خون، دو پروتئین نقشی کلیدی ایفا می کنند. آنها دریافتند که میزان فاکتور رونویسیKLF15  در عضله اسکلتی موشهای دیابتی افزایش می یابد و موش هایی که به طور خاص فاقد KLF15 در عضلات خود بودند، در برابر کاهش توده عضلانی اسکلتی ناشی از دیابت مقاوم هستند. این نتایج نشان می دهد که از دست دادن عضلات ناشی از دیابت با افزایش مقدارKLF15  مرتبط است.

محققان به بررسی مکانیسم افزایش فراوانی KLF15 در عضلات اسکلتی موشهای دیابتی پرداختند. آنها دریافتند که افزایش سطح قند خون باعث تضعیف تخریب و تجزیه ی پروتئین KLF15 می شود که منجر به افزایش مقدار این پروتئین در سلول می گردد. تیم پروفسور Ogawa همچنین کشف کرد که پروتئینی به نام WWP1 نقش مهمی در تنظیم تخریب پروتئین KLF15 دارد.

پروتئین WWP1 عضو یک خانواده ی پروتئینی بنام ubiquitin ligase است. هنگامی که یک پروتئین کوچک به نام ubiquitin به پروتئین های دیگر متصل می شود، تخریب پروتئین های متصل به یوبیکوئیتین شتاب می گیرد. در شرایط عادی، WWP1 با اتصال   ubiquitinsبه KLF15، موجب تخریب پروتئین KLF15می شود که این کار فراوانی KLF15را در سلولدر سطح پایینی نگه می دارد. هنگامی که سطح قند خون افزایش می یابد، مقدارWWP1 کاهش می یابد، که به نوبه خود باعث کاهش سرعت تجزیه KLF15 و در نتیجه افزایش فراوانی سلولی KLF15 می شود.

این مطالعه برای اولین بار نشان داد که افزایش سطح قند خون باعث کاهش توده عضلانی می شود و دو پروتئین WWP1 و KLF15 به کاهش توده عضلانی ناشی از دیابت کمک می کنند.

علاوه بر دیابت، شرایط دیگری مانند عدم فعالیت فیزیکی یا پیری منجر به از دست رفتن توده عضلانی می شود. پروتئین KLF15 و  WWP، که به از دست دادن توده ی عضلانی ناشی از دیابت کمک می کنند، همچنین ممکن است با سایر علل از دست دادن عضلات در ارتباط باشند. در حال حاضر هیچ دارویی برای درمان تحلیل عضلانی در دسترس نیست. پروفسور Ogawa می گوید: اگر ما بتوانیم یک داروی تقویت کننده ی عملکرد WWP1 یا تضعیف کننده ی عملکرد KLF15 را بسازیم، روش جدید و پیشگامانه ای را برای درمان تحلیل عضلات ارائه خواهیم نمود.

منبع:

JCI Insight, 2019; 4 (4) DOI: 10.1172/jci.insight.124952

www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190222101309.htm