מחקר חדש שנערך על ידי אוניברסיטת קליפורניה, דייוויס, מראה כיצד תאים פועלים יחד כדי להימנע מפתיחה פתאומית ברמת הסוכר בדם. הבנת לולאות משוב אלה עלולה לשפר את חייהם של אנשים עם סוכרת ולעזור להם להימנע מהיפוגליקמיה מסוכנת.
היצירה פורסמה ב -16 בספטמבר ב המשך האקדמיה הלאומית למדעים.
אנשים הסובלים מסוכרת חייבים להתמודד עם הסיכונים לטווח הארוך של סוכר גבוה בדם, כמו עיוורון, אי ספיקת כליות ואובדן זרימת הדם ברגליים, מה שעלול להוביל לקטיעה. אולם אנשים רבים עם מצב זה עומדים גם הם בסכנה מיידית יותר שיכולה להכות ללא אזהרה: סוכר בדם הנופל בצורה מסוכנת, מה שעלול לגרום לחוסר הכרה. זה יכול להתרחש בגלל האינסולין ותרופות אחרות שהם נוטלים.
"רקמות הגוף שלך מרעבות בעיקרן כשזה קורה, במיוחד המוח", אמר מוחמד פורחוסינזאדה, MD/Ph.D. סטודנט ב- UC דייוויס, שסיים לאחרונה את לימודיו בקבוצת בוגרי הביולוגיה הביוכימית, המולקולרית, הסלולרית והתפתחותית. "אם אתה לא מקבל טיפול רפואי מהיר, בסופו של דבר אתה יכול להיכנס לתרדמת ולמות." אנשים שחווים היפוגליקמיה קשה עשויים להיות גם בסיכון מוגבר למות ממחלות לב ומגורמים אחרים.
Pourhosseinzadeh, עובד עם מארק הרייזינג, פרופסור במחלקות לנוירוביולוגיה, פיזיולוגיה והתנהגות ופיזיולוגיה וביולוגיה ממברנה, היה חלק מצוות שגילה קשר חשוב כיצד הגוף מגן על עצמו מפני חירום היפוגליקמי.
ידוע שאנשים עם סוכרת לא מייצרים מספיק אינסולין, ההורמון שמונע את סוכר הדם שלנו לעלות גבוה מדי.
אולם מנגנון הגוף למניעת ירידה של סוכר בדם נמוך מדי נפגע גם בסוכרת. "
מוחמד פורחוסינזאדה, אוניברסיטת קליפורניה – דייויס
הגילוי החדש חושף אסטרטגיה פוטנציאלית לטיפול בהיבט מסוכן זה של סוכרת. זה גם עוזר לפתור תעלומה רפואית ארוכת שנים.
תאי מסתורין והורמון מסתורין
האינסולין מיוצר על ידי גושי תאים זעירים בלבלב, המכונה איים של לנג'רנים. איים אלה מכילים לפחות חמישה סוגים של תאים הנראים תחת מיקרוסקופ: תאי אלפא, בטא, גמא, דלתא ואפסילון. בשנות העשרים של המאה העשרים, המדענים הבינו כי האינסולין מיוצר על ידי הרבים שבהם, תאי הבטא, המרכיבים בערך מחצית מכל האי.
בסוכרת מסוג I, תאי הבטא נהרסים ומותירים אדם ללא אינסולין. בסוכרת מסוג II, תאי הבטא קיימים אך מייצרים מעט מדי אינסולין. כתוצאה מכך, אנשים רבים עם סוכרת צריכים להזרים אינסולין כדי למנוע את רמת הסוכר בדם שלהם לעלות גבוה מדי. יש אנשים הנוטלים תרופות שמעוררות את תאי הבטא האיטיים שלהם כדי ליצור יותר אינסולין. במשך עשרות שנים חקרו מדענים בעיקר את תאי הבטא, בתקווה לשפר את הטיפולים הללו.
"תאי הדלתא התעלמו ברובם", אמר הויינג. "הם היוו רק 5% מתאי האי, ואף אחד לא ידע את תפקידם."
כאשר סוכר הדם של האדם עולה, 500 תאי הבטא בערך בכל איים מתחילים לדופק באחדות, ומפזרים אינסולין לזרם הדם למשך מספר דקות, ואז מתעכבים לפני שהם מוציאים דופק נוסף של אינסולין. עם כל דופק אינסולין, תאי הבטא מפרישים גם מעט מהורמון אחר, אורוקורטין -3.
בשנת 2015 גילה הרייזת כי אורוקורטין -3 גורם לתאי דלתא לשחרר הורמון בשם סומטוסטטין, מה שבתורו אומר לתאי בטא להשהות את הפרשת האינסולין.
"תאי הדלתא מקישים על הבלמים על ייצור האינסולין", אמר הוייז.
בשנת 2024 הצוות הראה כי בעכברים ללא תאי דלתא, סוכר בדם נשאר בעקביות כ 20% מתחת לנורמלי, מכיוון שהם לא יכלו לייצר סומטוסטטין בתגובה לאורוקורטין -3. אנשים עם סוכרת הפחיתו את הרמות של אורוקורטין -3 – ומכאן, רמות שינויים של סומטוסטטין באיים הלבלב שלהם. מחקר העכברים העלה כי זו סיבה חשובה אחת שהם רגישים להיפוגליקמיה.
תאי איים שרים באחדות
כדי להתעסק ולשפך את הוסינזאדה, זה הציע שניתן היה לשפר את הטיפול הרפואי לסוכרת על ידי מציאת דרך להחזיר את התפקוד של אורוקורטין -3. זה יאפשר לתאי דלתא לשמור על כרטיסיות קרובות יותר על ייצור האינסולין. המחקר החדש מבצע אפשרויות לעשות זאת.
Pourhosseinzadeh מצא שכאשר תאי הבטא מתחילים להוציא פולסים של אינסולין, תאי הדלתא דופקים לאותו קצב, שכן רמות הסידן בכל התאים עולות ונופלות באיחוד. פולסי סידן אלה התפשטו מתאי בטא לתאי דלתא שכנים דרך מחברים חשמליים זעירים הנקראים צומת GAP המורכבים מחלבון הנקרא Connexin 36. זה דומה לאופן בו תאי לב מתכווצים באיזון.
אם Pourhosseinzadeh שיבש את הצמתים החשמליים בין תאי הבטא לדלתא, תאי הדלתא כבר לא הגיבו לייצור האינסולין – גם כאשר קיבלו אורוקורטין -3.
"יש לך אגרוף 1-2," אמר. "האות המהיר דרך צומת הפער מנסח את תאי הדלתא, מכין אותם להגיב. ואז לאחר עיכוב של 30 שניות בערך, האות אורוקורטין -3 הופך את התגובה הזו", ותאי הדלתא משחררים סומטוסטטין, ומניע את ייצור האינסולין.
השבת תיאום זה בין תאי בטא לדלתא עשויה לשפר את חייהם של אנשים עם סוכרת, על ידי מניעת התקפי היפוגליקמיה קשים, אמר הרייז: "אנו בוחנים כיצד ניתן להשתמש באגרוף 1-2 זה כדי לגרום לתרופות הקיימות לעבוד טוב יותר."
מחברים נוספים בעיתון החדש כוללים, ב- UC דייויס: סטודנטים לתארים מתקדמים לשעבר ג'סיקה הואנג, דונגהאן שין וראיין הארט; וסטודנטים לשעבר לתארים מתקדמים לוהיזה פרמרוז, ג'ארסלי גילן, ג'ואל סאנצ'ס, רמיר טירדו וקלצ'י אונאנווה.
המחקר של Huising ממומן על ידי המכונים הלאומיים לבריאות ותוכנית ההדרכה של UC DAVIS בביולוגיה מולקולרית ותאית.
