Blodkaropdagelse kan forhindre diabetes
Ny indsigt fra forskning om, hvordan insulin kommer ud af blodbanen for at metabolisere glukose i celler, kan føre til nye behandlinger for insulinresistens, en tilstand, der normalt går forud for type 2-diabetes.
I et papir, der blev offentliggjort i Det Journal of Clinical Investigation, forskere ved Vanderbilt University i Nashville, TN, rapporterer, hvordan de brugte en ny mikroskopiteknik sammen med matematiske modeller til direkte at måle og karakterisere insulinets bevægelse, da den krydsede blodkarvæggene i skeletmuskelceller i levende mus.
Deres fund antyder, at mekanismen for insulintransport, når den forlader de små blodkar eller kapillærer, i muskelvæv er forskellig fra den, der blev foreslået af tidligere undersøgelser.
"At definere, hvordan insulin forlader kapillæren," forklarer seniorundersøgelsesforfatter David H. Wasserman, professor i molekylær fysiologi og biofysik, "er afgørende for forståelse og behandling af insulinresistens."
Insulinresistens kan føre til type 2-diabetes
Insulinresistens udvikler sig, når cellerne, der udgør væv i leveren, fedt og muskler, ikke reagerer effektivt på insulin, det hormon, der hjælper dem med at omdanne glukose til energi. Bugspytkirtlen kompenserer ved at fremstille mere insulin for at holde glukose på det rigtige niveau.
Men som tiden går, kan bugspytkirtelceller ikke følge med, glukoseniveauerne stiger, og prediabetes og type 2-diabetes udvikles. De fleste mennesker med diabetes har type 2-diabetes.
Mere end 30 millioner voksne i USA har diabetes, inklusive mere end 7 millioner, der ikke er diagnosticeret. Yderligere 84 millioner har prediabetes.
Det er ikke klart nøjagtigt, hvad der forårsager insulinresistens, men forskere antyder, at det at være fysisk inaktiv og have for meget vægt er vigtige bidragydere.
Forståelse af insulins bevægelser
Prof. Wasserman og hans kolleger bemærker, at "insulinets evne til at stimulere glukoseoptagelse" i muskelceller "afhænger af den hastighed, hvormed insulin kommer igennem endotelet", som er det tynde lag af væv, der leder blodkarrene og styrer bevægelse af stoffer ind og ud af blodbanen.
De bemærker også, at der er tegn på, at nedsat leverance af insulin til muskelceller er et træk ved "diætinduceret insulinresistens."
Således er karakterisering af den mekanisme, der styrer insulinets bevægelse gennem endotelet ”afgørende for at forstå udviklingen af insulinresistens,” hævder de, da de angiver formålet med deres undersøgelse.
Insulin bevæger sig ved 'transport i væskefase'
Nogle undersøgelser tyder på, at insulintransportmekanismen er ”mættelig” - det vil sige, at hastigheden falder ned med stigende niveauer af insulin, og at den afhænger af tilstedeværelsen af insulinreceptorer på cellerne i endotelet.
"I modsætning hertil" bemærkede forfatterne, at deres fund "på en overbevisende måde viser, at insulinbevægelse over endotelet er umættelig og ikke kræver insulinreceptoren."
Ved hjælp af den teknik, de udviklede til at spore, billedlægge og modellere insulinets bevægelse, når den kommer ud af kapillærerne i levende mus, konkluderede de, at mekanismen fungerer ved "transport af væskefase."
Denne transportform “kan opnås ved enten konvektiv bevægelse af insulin” gennem krydset mellem celler i endotelet eller “en ikke-specifik vesikulær proces eller en kombination af begge” forklarer de.
Resultaterne kunne føre til nye behandlinger
Forskerne antyder, at en af hovedårsagerne til forskellen mellem deres fund og tidligere undersøgelser er, at de var i stand til direkte at måle insulinets bevægelse over endotelet hos levende dyr i modsætning til at bruge "dyrkede monolag" af endotelceller .
Forbedring af vores forståelse på det cellulære og molekylære niveau af, hvordan insulin kommer ud af kapillærerne, kan føre til nye måder at vende insulinresistens på, herunder lægemidler baseret på små molekyler, der øger insulinafgivelsen og nye syntetiske versioner af insulin, der når muskelceller mere effektivt.
Prof. Wasserman er af den opfattelse, at fluorescenssporing og mikroskopiteknik, som de har udviklet til brug i levende dyr, også kunne bruges til at undersøge, hvordan stoffer og andre hormoner forlader blodbanen for at komme ind i målvæv.
”Muskelkapillærvæggen er en formidabel barriere for insulins virkning på musklerne. Det er det hastighedsbegrænsende trin for muskelinsulinhandling og et potentielt reguleringssted. ”
Prof. David H. Wasserman
