کشف کل داستان در دیابت

15 نوامبر 2018 - بیش از 400 میلیون نفر در سراسر جهان از دیابت نوع 2 رنج می برند. در این بیماری که با افزایش سطح قند خون همراه است، روش طبیعی کنترل ترشح انسولین در بدن از بین می رود، اما انسولین تنها نیمی از داستان دیابت نوع 2 است: انتشار هورمون دیگری به نام گلوکاگون، که اثر متضادی نسبت به انسولین دارد، نیز در دیابت نوع 2 مختل می شود.
مطالعه ی حاضر که به رهبری پروفسورPatrik Rorsman  از گروه پزشکی رادکلیف مستقر در مرکز دیابت، اندوکرینولوژی و پزشکی آکسفورد، نشان می دهد که قرار گرفتن در معرض غلظتهای بالای گلوکز برای مدت 48 ساعت، ترشح گلوکاگون از پانکراس را تغییر می دهد، اما ممکن است راهی برای بازگرداندن این اثرات به حالت عادت وجود داشته باشد.
در این مطالعه که در مجله Cell Metabolism منتشر شده است، از موش هایی که دستکاری ژنتیکی شده اند تا علائم دیابت نوع 2 را نشان دهند و همچنین سلول های جزایر پانکراس، که توسط بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 اهدا شده بود، استفاده گردید.
سلول های منحصر به فرد
سلول های غدد درون ریز، مانند سلول های آلفا در جزایر پانکراس، سلول های قابل تحریک هستند و می توانند پالس های الکتریکی تولید کنند (به نام پتانسیل عمل) که بسیار شبیه به پالسهای سلول های مغزی است. سلول های آلفا و دیگر سلول های جزایر پانکراس از این سیگنال های الکتریکی برای کنترل انتشار هورمون های جزایر (که شامل هر دو هورمون انسولین و گلوکاگون می شود) استفاده می کنند.با مطالعه ی رفتار الکتریکی سلول های آلفا، محققان گروه پروفسورRorsman امیدوارند که نحوه تنظیم ترشح گلوکاگون را درک کنند.
دکتر Quan Zhang، یکی از نویسندگان این مقاله، گفت: ما در واقع از روش های الکتروفیزیولوژیکی، مشابه با آنچه که توسط نورولوژیست ها استفاده می شود، برای ثبت سیگنالهای این سلول ها استفاده کردیم.

پروفسور Rorsman گفت: وزن جزایر پانکراس در بدن تنها حدود 1 گرم است و تنها 10 درصد از آن را سلول های آلفا تشکیل می دهند، بنابراین این یک روند دقیق برای پیدا کردن این سلولها و مطالعه آنها است. گروه ما واقعا در تحقیق در مورد این سلول ها تخصص داشت و ما احتمالا این سلول ها را بیشتر از هر گروه دیگری در جهان مطالعه کرده ایم.
سلول های آلفا هورمونی به نام گلوکاگون را ترشح می کنند که به کبد کمک می کند که گلیکوژن ذخیره شده ی خود را به گلوکز تبدیل کرده و سپس به جریان خون ترشح نماید.نتیجه ی این کار افزایش غلظت گلوکز در خون است.
انسولین که همچنین توسط پانکراس ترشح می شود اثر متفاوتی دارد: سیگنالی را به بدن ارسال می کند تا بدن بتواند گلوکز را از جریان خون جذب کند، این کار باعث کاهش میزان گلوکز موجود در خون می شود.
به طور معمول، سطح بالای گلوکز منجر به ترشح انسولین از سلول های بتای پانکراس می شود، که منجر به کاهش سطح گلوکز می شود و سطح پایین گلوکز موجب آزاد شدن گلوکاگون از سلول های آلفای پانکراس می شود که منجر به افزایش سطح گلوکز می گردد.
دکتر Knudsen، نویسنده ی نخست این مطالعه، گفت: اما این تعادل خوب در دیابت نوع 2 به طور کامل مختل می شود. در دیابت نوع 2، سطح بالای قند خون باعث میگردد سلول های آلفای پانکراس حتی گلوکاگون بیشتری تولید کنند، که فقط باعث افزایش سطح گلوکز در خون می شود.

مهار این آبشار

اما چه اشتباهی واقعا در سلول های آلفا رخ می دهد که منجر به تولید این پاسخ عجیب و غریب می گردد؟ پژوهشگران این تحقیق را با ردیابی سلول های آلفایی که در معرض سطوح بالای گلوکز قرار گرفتند، و در موش هایی که با دستکاری ژنتیکی تغییراتی شبیه به بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 در آنها رخ داده بود، مورد مطالعه قرار دادند.
محققان آنچه در سلولهای آلفا در بیماری دیابت رخ می دهد را با سلول های آلفا در موشهای سالم مقایسه کرده و متوجه شدند که قرار گرفتن در معرض سطوح بالای گلوکز تنها به مدت 24 ساعت منجر به شروع آبشاری از فرآیندهای سلولی پیچیده می شود که منجر به افزایش ورود سدیم به سلول های آلفا می گردد.
این کار باعث کاهش pH سلول ها می شود و انرژی قابل دسترس در سلول را کاهش می دهد. سطح انرژی پایین تر فعالیت کانال حساس به انرژی را در غشای سلولی تغییر داده و در نهایت باعث آزاد شدن گلوکاگون بطور اشتباه می شود.
محققان توانستند با استفاده از یک دارو که ورود سدیم بیش از حد را به سلول های آلفا متوقف می کرد، از ترشح بیش از حد گلوکاگون در کشت سلولی و در موش ها جلوگیری کنند. بنابراین، داروی مذکور زنجیره ای از حوادثی که منجر به اختلال در تنظیم غلظت گلوکاگون در ابتدا شده بود، را مهار می کند.

سطح بالای گلوکز یک علامت باقی می گذارد

با این حال، سطح بالای گلوکز هنوز علامت خود را بر جا می گذارد: در موش های دیابتی دارای اضافه وزن که عمل جراحی کاهش وزن بر روی آنها انجام شد(مانند انسان) یا درمان موفقی با داروهای دیابت داشتند، همچنان تغییرات پروتئینی در سلول های آلفا دیده می شود که ناشی از سطح بالای گلوکز؛ حتی پس از بازگشت گلوکز به حالت عادی است. علاوه بر این، این تغییرات پروتئینی به لوزالمعده محدود نمی شود، محققان تغییرات مشابهی را در سلول های قلب و کلیه در موش های دیابتی، حتی زمانی که میزان گلوکز آنها به حالت طبیعی بازگشته بود، یافتند.
پروفسور Rorsman گفت: ما در ابتدای درک تعاملات پیچیده ای هستیم که منجر به دیابت می شود، اما امیدواریم که داروهایی که مانع از این تغییرات پروتئینی می شوند یکی از راه های درمان بیماری باشند. در واقع، ما پیش از این می دانستیم که برخی از داروهای مهار کننده ی حاملین سدیم به داخل سلول های آلفا، اثر مثبتی بر دیابت در حیوانات دارند اما علت آن را نمی دانستیم و ما اکنون می دانیم چرا این داروها موثرند.

دکتر Knudsen می گوید: جالب است که چنین توده ی کوچکی به عنوان سلول های آلفا می تواند تاثیری چنین شگرف بر سلامت انسان داشته باشد. ما فکر می کنیم که درک تنظیمات این سلول ها در افراد سالم و دیابتی، درک ما را از دیابت بهبود می بخشد و راهی را برای درمان این جمعیت رو به رشد ارائه می دهد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2018-11-uncovering-story-diabetes.html