Penemuan saluran darah dapat mencegah diabetes
Wawasan baru dari penyelidikan mengenai bagaimana insulin keluar dari aliran darah untuk memetabolisme glukosa dalam sel dapat menyebabkan rawatan baru untuk ketahanan insulin, suatu keadaan yang biasanya mendahului diabetes jenis 2.
Dalam makalah yang diterbitkan dalam The Jurnal Penyiasatan Klinikal, saintis di Vanderbilt University di Nashville, TN, melaporkan bagaimana mereka menggunakan teknik mikroskopi baru di samping model matematik untuk mengukur dan mencirikan pergerakan insulin secara langsung ketika melintasi dinding saluran darah ke sel otot rangka pada tikus hidup.
Penemuan mereka menunjukkan bahawa mekanisme pengangkutan insulin ketika meninggalkan saluran darah kecil, atau kapilari, dalam tisu otot berbeza dengan yang disarankan oleh kajian sebelumnya.
"Menentukan bagaimana insulin meninggalkan kapilari," jelas penulis kajian senior David H. Wasserman, seorang profesor dalam fisiologi molekul dan biofizik, "sangat penting untuk memahami dan merawat ketahanan insulin."
Ketahanan insulin boleh menyebabkan diabetes jenis 2
Daya tahan insulin berkembang apabila sel-sel yang membentuk jaringan hati, lemak, dan otot tidak bertindak balas dengan berkesan terhadap insulin, hormon yang membantu mereka mengubah glukosa menjadi tenaga. Pankreas mengimbangi dengan membuat lebih banyak insulin untuk menjaga glukosa pada tahap yang betul.
Tetapi seiring berjalannya waktu, sel pankreas tidak dapat bertahan, kadar glukosa meningkat, dan diabetes prediabetes dan diabetes jenis 2 berkembang. Majoriti penghidap diabetes menghidap diabetes jenis 2.
Lebih daripada 30 juta orang dewasa di Amerika Syarikat menghidap diabetes, termasuk lebih daripada 7 juta orang yang tidak didiagnosis. Sebanyak 84 juta lagi mempunyai prediabetes.
Tidak jelas dengan tepat apa yang menyebabkan ketahanan insulin, tetapi para saintis menunjukkan bahawa menjadi tidak aktif secara fizikal dan berat badan terlalu banyak adalah penyumbang utama.
Memahami pergerakan insulin
Prof Wasserman dan rakan-rakannya menyatakan bahawa "kemampuan insulin untuk merangsang pengambilan glukosa" dalam sel otot "bergantung pada kadar di mana insulin melalui endotelium," yang merupakan lapisan tipis tisu yang melapisi saluran darah dan mengawal pergerakan zat masuk dan keluar dari aliran darah.
Mereka juga memperhatikan bahawa ada bukti bahwa penurunan pengiriman insulin ke sel-sel otot adalah ciri "ketahanan insulin yang disebabkan oleh diet."
Oleh itu, mencirikan mekanisme yang mengawal pergerakan insulin melalui endotelium "sangat penting untuk memahami perkembangan ketahanan insulin," mereka berpendapat, ketika mereka menetapkan objektif kajian mereka.
Insulin bergerak dengan 'pengangkutan fasa bendalir'
Beberapa kajian menunjukkan bahawa mekanisme pengangkutan insulin "jenuh" - iaitu, kadar penurunan dengan peningkatan kadar insulin, dan itu bergantung pada kehadiran reseptor insulin pada sel-sel endotelium.
"Sebaliknya," penulis kajian mencatat bahawa penemuan mereka "meyakinkan menunjukkan bahawa pergerakan insulin melintasi endotelium tidak tepu dan tidak memerlukan reseptor insulin."
Dengan bantuan teknik yang mereka kembangkan untuk melacak, memotret, dan memodelkan pergerakan insulin ketika keluar dari kapilari pada tikus hidup, mereka menyimpulkan bahawa mekanisme ini berfungsi oleh "pengangkutan fasa bendalir."
Cara pengangkutan ini "dapat dicapai dengan baik oleh gerakan konvektif insulin" melalui persimpangan antara sel-sel di endotelium, atau "proses vesikular yang tidak spesifik, atau gabungan keduanya," jelas mereka.
Penemuan ini boleh membawa kepada rawatan baru
Para saintis menunjukkan bahawa salah satu sebab utama perbezaan antara penemuan mereka dan kajian terdahulu adalah kerana mereka dapat mengukur pergerakan insulin secara langsung ke endotelium pada haiwan hidup, berbanding menggunakan "monolayer kultur" sel endotel .
Meningkatkan pemahaman kita pada tahap sel dan molekul tentang bagaimana insulin keluar dari kapilari dapat menyebabkan cara baru untuk membalikkan ketahanan insulin, termasuk ubat berdasarkan molekul kecil yang meningkatkan penghantaran insulin dan versi sintetik baru insulin yang menjangkau sel otot dengan lebih berkesan.
Wasserman berpendapat bahawa teknik penelusuran pendarfluor dan mikroskop yang mereka kembangkan untuk digunakan pada binatang hidup juga dapat digunakan untuk mempelajari bagaimana ubat dan hormon lain keluar dari aliran darah untuk memasuki jaringan sasaran.
"Dinding kapilari otot adalah penghalang yang hebat untuk tindakan insulin pada otot. Ini adalah langkah pembatasan kadar untuk tindakan insulin otot dan lokasi peraturan yang berpotensi. "
Prof David H. Wasserman
