کشف مکانیزم آسیب ناشی از غلظت های بالای گلوکز به عروق خونی

5 ژوئن 2019- به گفته ی محققان دانشگاه وارویک، مکانیسمی که در سلولهای پوشاننده ی جدار عروق خونی به متابولیسم گلوکز کمک می کند، در دیابت از کنترل خارج می شود، و این وضعیت می تواند با شکل گیری لخته های خون و التهاب مرتبط باشد.

نتایج یک تحقیق جدید به رهبری دکتر Naila Rabbani از دانشکده پزشکی وارویک که در مجله ی Scientific Reports منتشر شد، می تواند به شناسایی راه های جدیدی برای جلوگیری از آسیب به ارگانها که از عوارض جدی دیابت است، کمک کند.

در این تحقیق تأثیر غلظت طبیعی و غلظتهای بالای قند خون بر سلولهای اندوتلیال انسانی(سلولهای جدار عروق خونی) بررسی شد. محققان با افزایش غلظت گلوکز در محيط کشت، اثرات هايپرگلايسمی را بر اين نوع از سلولها بصورت مدل بررسی کردند.

هایپرگلایسمی شرایطی است که در آن قند خون فرد بطور غیر طبیعی افزایش می یابد و معمولا به علت دیابت ایجاد می شود.محققان تایید کرده اند که متابولیسم گلوکز در سلول های اندوتلیال در غلظت های بالای گلوکز افزایش می یابد. آنها برای اولین بار نشان دادند که این امر به این دلیل رخ می دهد که نوعی آنزیم به نامhexokinase-2 (HK2) که گلوکز را در این سلول ها متابولیز می کند، در غلظت بالاتر گلوکز، آهسته تر تجزیه می شود و بنابراین گلوکز بیشتری را نسبت به حالت نرمال متابولیزه می کند. افزایش متابولیسم گلوکز محرک اختلال متابولیکی در سلولهای اندوتلیال در این مدل هایپرگلایسمی است.

محققان توانستند این اثر را با استفاده از یک مکمل غذایی جدید به نام القا کننده ی گلی اکسالاز 1 یا القا کننده یGlo1 ، که قبلا توسط همین تیم تحقیقاتی تولید شده بود، اصلاح کنند.

آنها همچنین دریافتند که اثر HK2 مهمترین مکانیزم افزایش دهنده تشکیل یک ماده ی فعال مشتق شده از گلوکز به نام"methylglyoxal (MG)" است که در دیابت افزایش می یابد و با آسیب به سلول های خونی، کلیه ها، شبکیه و اعصاب دست و پا، -به اصطلاح عوارض عروقی دیابت- در ارتباط است.

متیل گلی اکسال (MG) با اتصال به پروتئین ها، سبب ایجاد تغییراتی در آنها شده و سبب می شود که آنها بطور اشتباه تاخوردگی یابند(ساختار سوم و چهارم آنها بطور اشتباه شکل گیرد). در این مطالعه محققان 222 پروتئین حساس به تغییر با MG را شناسایی کردند. تغییر در ساختار پروتئینها، یک سیستم نظارت بر کیفیت پروتئین ها را فعال می کند. این سیستم که به نام "پاسخ پروتئین تانخورده" شناخته می شود، پروتئین های آسیب دیده را از بین می برد. هنگامی که پاسخ پروتئین تانخورده به دلیل وجود میزان بالایی از پروتئینهایی با تاخوردگی اشتباه، افزایش می یابد، منجر به ایجاد یک پاسخ التهابی می شود و خطر تشکیل لخته ی خون را افزایش می دهد. این فرایندها منجر به آسیب به عروق خونی می شود که در ایجاد عوارض عروقی دیابت نقش دارد.

دکتر ربانی از دانشکده پزشکی وارویک گفت: مکانیسم حساسیت ارگان ها به آسیب ناشی از غلظت های بالای گلوکز در دیابت هنوز بخوبی درک نشده بود و از سوی دیگر ما نیاز فوری به درمانهای بهتری برای مقابله با عوارض دیابت داشتیم. بهمین دلیل این مطالعه راه اندازی شد و ما موفق شدیم که یک گام مهم در درک این مکانیسم ها برداریم.

دکتر ربانی افزود: تحقیقات ما یک گام اساسی را در این فرآیند کشف کرد و آن افزایش HK2 در شروع ایجاد آسیب به عروق خونی در هایپرگلایسمی است که با عوارض عروقی دیابت، از جمله بیماری کلیوی، آسیب به شبکیه چشم و تخریب اعصاب دست و پا و افزایش خطر ابتلا به بیماری های قلبی(علت اصلی مرگ زودرس در دیابت) مرتبط می باشد. موضوع مهم این است که ما نشان دادیم که نوع جدیدی از درمان با یک مکمل بنام "القا کننده ی  Glo1"می تواند این مشکل را اصلاح کند و می تواند بعنوان درمانی بهتر برای عوارض دیابتف در تحقیقات آتی مورد بررسی قرار گیرد.

این تحقیق با همکاری پروفسور Thornalley، مدیر مرکز تحقیقات دیابت، موسسه تحقیقات بیومدیکال قطر(QBRI)، دانشگاه حمد بن خلیفه (قطر) انجام شد. تیم تحقیقاتی در حال کار برای تأیید و توسعه ی این تحقیق و گردآوری شواهد بیشتر برای اهمیت HK2 و MG در اختلال عملکرد سلولی و آسیب به اندامها در دیابت و منافع درمان با القا کننده ی Glo1 برای دیابت و عوارض آن هستند.

منبع:

Scientific Reports, 2019; 9 (1) DOI: 10.1038/s41598-019-44358-1

www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190605105950.htm