Naukowcy z Instytutu Salk w La Jolla w Kalifornii i University of Groningen w Holandii odkryli nową, niezależną od insuliny ścieżkę kontroli poziomu glukozy we krwi. Na łamach czasopisma "Cell Metabolism" opisują, w jaki sposób hormon FGF1, podobnie jak insulina przyczynia się do obniżenia poziomu glukozy, blokując proces lipolizy, czyli rozkładu tłuszczów. Oba hormony działają jednak w inny sposób, co budzi nadzieję na to, że FGF1 może pomóc w bezpiecznej i skutecznej terapii cukrzycy typu 2 u osób, które cierpią z powodu oporności na insulinę.
Autorzy pracy przypominają, że dokładnie 100 lat temu odkrycie insuliny przyniosło przełom w leczeniu cukrzycy i dało nadzieję milionom cierpiących na tę chorobę pacjentów. Od tego czasu insulina stała się podstawowym instrumentem kontroli poziomu glukozy we krwi. Badacze z Salk Institute odkryli teraz, że także hormon FPF1, czyli czynnik wzrostu fibroblastów, wytwarzany nie w trzustce, ale w tkance tłuszczowej, może silnie i szybko regulować poziom glukozy. To otwiera drogę do nowych metod terapii cukrzycy i badań innych zaburzeń przemiany materii.
"Odkrycie drugiego hormonu, który hamuje lipolizę i obniża poziom glukozy jest naukowym przełomem" - mówi współautor pracy, prof. Ronald Evans. "Zidentyfikowaliśmy nowego gracza w procesie regulacji rozkładu tłuszczów, co pomoże nam lepiej zrozumieć, jak nasz organizm gospodaruje energią".
Gdy jemy, wysokoenergetyczne tłuszcze i glukoza trafiają do krwi. Wydzielana w trzustce insulina kieruje te substancje do komórek mięśniowych i tkanki tłuszczowej, gdzie są natychmiast zużywane lub magazynowane na później. U osób, u których rozwinęła się oporność na insulinę, procesy te nie przebiegają prawidłowo, cukry nie są odpowiednio wydajnie usuwane z krwi, a nadmierna lipoliza podnosi poziom kwasów tłuszczowych. To z kolei przyspiesza jeszcze wydzielanie glukozy w wątrobie i sprawia, że jej poziom rośnie jeszcze bardziej. Kwasy tłuszczowe gromadzą się w organach, co jeszcze bardziej zwiększa oporność na insulinę. Wszystko to prowadzi do otyłości i cukrzycy.
Wcześniejsze badania pokazały w warunkach laboratoryjnych, że podawanie myszom hormonu FGF1 znacznie obniża poziom glukozy, a przedłużone stosowanie takiej terapii cofa objawy oporności na insulinę. Nie wiadomo było jednak dokładnie, jaki mechanizm za tym stoi. W najnowszej pracy badacze z Salk Institute przyjrzeli się temu bliżej. Pokazali, że po pierwsze, podobnie jak insulina, hormon FGF1 hamuje proces lipolizy. Po drugie wskazali, że FGF1 reguluje też wydzielanie glukozy w wątrobie. Tak samo jak insulina. Okazało się jednak, że oba białka wykorzystują różne ścieżki sygnałowe. Wiedziano, że insulina wykorzystuje tu enzym PDE3B, po przeprowadzeniu szeregu testów odkryto, że FGF1 korzysta z innego enzymu, PDE4.
"Ten mechanizm tworzy jakby drugi obieg, który daje wszystkie korzyści związane z istnieniem równoległej ścieżki. W przypadku insulinooporności ścieżka związana z insuliną nie działa poprawnie. Jeśli jest inna ścieżka, może działać w przypadku zaburzenia tej pierwszej. To pozwala utrzymać kontrolę lipolizy i regulację poziomu glukozy we krwi" - mówi pierwszy autor pracy, dr Gencer Sancar.
Odkrycie ścieżki wykorzystującej enzym PDE4 otwiera nowe możliwości zarówno w badaniach hipoglikemii, czy insulinooporności, jak i w poszukiwaniu nowych leków na cukrzycę. "Unikatowa zdolność FGF1 do obniżania poziomu glukozy u insulinoopornej, cierpiącej na cukrzycę myszy jest bardzo obiecującą informacją dla diabetyków" - podkreśla współautor pracy, Michael Downes. "Teraz, gdy odkryliśmy nową ścieżkę, możemy poznać jej znaczenie w gospodarce energetycznej organizmu i nauczyć się tym manipulować".
