Nový prístup k hyperinzulinizmu - lekárske aspekty
Pri cukrovke je nedostatok inzulínu. Na druhej strane v prípade vrodeného hyperinzulinizmu pacienti vykazujú príliš častú a nadmernú produkciu hormónu inzulínu, a to aj bez príjmu sacharidov. Pretože inzulín je zodpovedný za metabolizmus cukrov, nadprodukcia inzulínu vedie k chronickej nízkej hladine cukru v krvi (hypoglykémia). Energeticky hladný mozog je neustále nedostatočne zásobovaný. Toto ochorenie môže spôsobiť vážne poškodenie mozgu a vo veľmi vážnych prípadoch až smrť.
S podporou Švajčiarskej národnej vedeckej nadácie (SNSF) sa výskumnému tímu zo Ženevskej univerzity podarilo presne popísať účinky bežnej genetickej mutácie na vrodený hyperinzulinizmus. Výsledky publikované v Human Molecular Genetics by mohli pripraviť pôdu pre nové liečebné metódy. (*)
Bielkovina riadi pankreas
Vrodený hyperinzulinizmus vykazuje svoje účinky už od narodenia. Zriedkavé ochorenie postihuje asi jedného z 50 000 novorodencov, diagnostika však nie je ľahká. „Ak ešte nemáte podozrenie, že to tak je, je ľahké prehliadnuť hypoglykémiu u dojčiat,“ vysvetľuje vedúci štúdie Pierre Maechler, výskumný pracovník Fakultného centra pre cukrovku na Ženevskej univerzite. „Ak sa situácia nelieči, situácia sa môže rýchlo zhoršiť.“
Výskumný tím sa zameral na genetickú mutáciu známu v prípadoch hyperinzulinizmu. Predmetný gén produkuje proteín GDH, ktorý velí pankreasu uvoľňovať inzulín. Zvyčajne proteín zmení tvar, akonáhle hladina cukru v krvi prekročí prahovú hodnotu. Potom sa bielkovina otvorí molekule, „urýchľovaču“, ktorý sa na ňu naviaže. Proteín sa stáva aktívnym a vysiela signál do pankreasu, ktorý potom produkuje viac inzulínu.
Pri vrodenom hyperinzulinizme mutovaný gén mení štruktúru proteínov. Proteín vždy zostáva otvorený pre molekulu urýchľovača bez ohľadu na hladinu cukru v krvi. Preto neustále vysiela signál do pankreasu, aby uvoľňoval inzulín v nadmernom množstve.
Dobre zásobené svaly, hladujúci mozog
Inzulín obzvlášť podporuje prenos cukru do svalov. Pri konštantnom prebytku inzulínu nie je mozog zásobený dostatkom cukru, ktorý môže poškodiť mozog a viesť k poškodeniu intelektu alebo vo veľmi kritických prípadoch ku kóme alebo dokonca k smrti. Cukor nie je hlavným problémom v týchto prípadoch. „Aj keď pacienti jedia jedlo, ktoré obsahuje iba bielkoviny, zvyšuje sa produkcia inzulínu,“ vysvetľuje Maechler.
U ľudí s touto mutáciou sa tiež vytvára vysoká hladina amoniaku v krvi (hyperamonémia), ktorá má tiež závažný vplyv na funkcie mozgu. Je to z rovnakej príčiny, ako to dokázali vedci vedení doktorandkou Mariagraziou Grimaldiovou: Mutovaný proteín GDH, ktorý je vždy otvorený pre molekulu urýchľovača, tiež vedie k nadprodukcii amoniaku v pečeni.
Je možné nové ošetrenie
V súčasnosti majú možnosti liečby vrodeného hyperinzulinizmu závažné následky: Siahajú od takmer úplného odstránenia pankreasu - čo vedie k cukrovke - až po podávanie molekúl, ktoré regulujú aktivitu buniek pankreasu a majú závažné vedľajšie účinky.
Nová štúdia môže pripraviť cestu pre nové liečby. „V najlepšom prípade by sme mohli vyvinúť molekulu, ktorá inhibuje urýchľovač proteínu GDH obsadením príslušného receptora na proteíne, čo znižuje produkciu inzulínu,“ hovorí Maechler. Takýto liek by sa mohol použiť aj pri liečbe obezity: bez inzulínu v tele nepriberáte. „Proteín GDH by mohol umožniť reguláciu produkcie inzulínu,“ zdôrazňuje výskumník. "To by samozrejme bola veľká výzva z etického hľadiska, pretože toto riešenie sa javí lákavo jednoduché." Vieme však, že diéty sú v určitých prípadoch neúspešné a že bypass žalúdka nie je v žiadnom prípade bezpečným riešením. ““
Fruktóza by mohla podporovať cukrovku 2. typu
Tím Pierra Maechlera skúmal aj úlohu fruktózy pri vývoji cukrovky 2. typu. V pripravovanej publikácii vedci ukazujú, že tento cukor spôsobuje precitlivenosť na glukózu, čo sa prejavuje zvýšenou tvorbou inzulínu. (**) Tento objav podporuje predpoklad, že medzi masívnym používaním fruktózy v potravinárskom priemysle existuje súvislosť už od roku 80. rokov a prudký nárast cukrovky typu 2 o niekoľko rokov neskôr.
(*) M. Grimaldi a kol.: Identifikácia molekulárnej dysfunkcie spôsobenej mutáciou glutamátdehydrogenázy S445L zodpovednou za hyperinzulinizmus/hyperamonémiu. Human Molecular Genetics (2017). doi: 10,1093/hmg/ddx213
(K dispozícii pre mediálnych profesionálov ako súbor PDF z adresy SNSF [email protected])
(**) T. Brun a kol.: Chronická fruktóza potencuje sekréciu inzulínu z beta-buniek prostredníctvom intracelulárnej a extracelulárnej signalizácie ATP sprostredkovanej receptormi AMPK a P2Y. 53. zasadnutie Európskej asociácie pre štúdium cukrovky (2017, predložené)