A hasnyálmirigyben lévő fehérje megvédi a magas zsírtartalmú étrend okozta stressztől

Valahányszor eszünk, a testünk glükózszintje emelkedik. Ez működésbe hozza hasnyálmirigy-gépezetünket, és bonyolult fiziológiai mechanizmusok révén megfelelő mennyiségű inzulin termelődik, vércukorszintünk szabályozott és egészségesek maradunk. De amikor egy személy hosszú távon ismételten zsíros ételeket fogyaszt, akkor hasnyálmirigyét folyamatosan túlstimulálják, végül hozzájárulnak annak károsodásához és károsítják működését. Ez növeli a 2-es típusú cukorbetegség kialakulásának kockázatát, amelynek során a glükózszint-szabályozási mechanizmusok félrefordulnak.

hasnyálmirigyben

Mára a magas zsírtartalmú ételek mindennapossá váltak, és a cukorbetegség is. A cukorbetegség elleni új kezelési stratégiák megtervezésének igénye tetőzik. A hatékony terápia megtalálásához azonban elengedhetetlen a kauzális sejtmechanizmusok tisztázása. Most egy japán kutatócsoport Dr. Shoen Kume vezetésével a Tokiói Műszaki Intézetből (Tokyo Tech) feltárta az egyik kulcsmechanizmust, amellyel a hasnyálmirigy működését szabályozzák. Eredményeiket az American Diabetes Association folyóiratában teszik közzé Cukorbetegség.

A hasnyálmirigy "béta-sejteket" tartalmaz, amelyek felesleges inzulint választanak ki az étrendben lévő glükóz és zsírsav feleslegére reagálva. A dopamin, vagy a "jó közérzet" hormon, amely közismerten örömérzetet vált ki, szabályozza az inzulinszintet, ha felesleges inzulin termelődik. A hasnyálmirigyben a VMAT2 nevű fehérje dopamint vezet a "vezikulák" nevű tasakokba, hogy megvédje a monoamin-oxidáz (MAO) általi lebontástól. A vezikulákban tárolt dopamin az inzulinnal együtt felszabadul a béta-sejtek extracelluláris terében, ahol a béta-sejtek plazmamembránján lévő specifikus receptorához kötődik, és az inzulin szekréciójának fékként működik. Így a dopamin modulálásával a VMAT2 szabályozza a hasnyálmirigy inzulinszintjét is.

Eközben a dopamin MAO általi lebomlása egyfajta vegyi anyagot eredményez, az úgynevezett "reaktív oxigénfajokat", amelyek feleslegben keletkezve károsítják a béta sejteket.

De hogyan kapcsolódnak ezek a pontok? "Meg akartuk érteni a pontos mechanizmust, amellyel a VMAT2 és a dopamin szignalizáció szabályozza a béta sejtek működését és a glükóz homeosztázist" - mondja Dr. Kume.

Ennek érdekében Dr. Kume és csapata létrehozott egy genetikailag mutáns egérmodellt, amelynek béta-sejtjeiben hiányos lenne a VMAT2 fehérje: a "βVmat2KO" egér. Ezután kísérleteket hajtottak végre, amelyek során ezeket és a vad típusú egereket rendszeres étrenddel és magas zsírtartalmú étrenddel etették, és követték a béta-sejtek szerkezetének és működésének későbbi változásait az azt követő hetekben. A táplálás után közvetlenül a βVmat2KO egerek, amint az várható volt, fokozott inzulin szekréciót mutattak. De a magas zsírtartalmú étrend tartós expozíciója esetén mind a glükóz-, mind az inzulin-tolerancia, mind a béta-sejtek elégtelensége csökkent.

Ez arra késztette a kutatókat, hogy következtessenek a következőkre: A magas glükóz- és zsírtartalmú étrend egyidejűleg növeli az inzulin- és dopamintermelést. De amikor a VMAT2 hiányzik a béta sejtből, a dopamin továbbra is ki van téve a MAO-nak és lebomlik. A dopamin mennyiségének növekedésével azonban a MAO-val történő reakció gyorsan előállítja a reaktív oxigénfajta hidrogén-peroxidot. Idővel ez az állandó oxidatív stressz a béta sejtek elvesztéséhez és kudarcához vezet. Így a magas zsírtartalmú étrend felgyorsítja a béta-sejtek elégtelenségét, és idősebb korukban a βVmat2KO egereknél cukorbetegség alakulhat ki.

Ebben a forgatókönyvben a VMAT2 védi a béta sejteket az oxidatív stressztől, amelyet a magas zsírtartalmú étrend cukorbetegeknél vált ki.

"Izgatottan tapasztaltuk, hogy a VMAT2, a hasnyálmirigy béta-sejtjein belüli dopamin transzportban és tárolásban játszott kulcsfontosságú szerepéről széles körben ismert fehérje is olyan kritikus szerepet játszik a sejt reakciójában a túlzott táplálkozásra, például a magas zsírtartalmú étrendre." Dr. Kume azt mondja. "Megállapításaink hangsúlyozzák a VMAT2 alkalmazásának lehetőségét a cukorbetegség elleni új terápiás megközelítések célpontjaként."

Több információ: Daisuke Sakano és munkatársai, a VMAT2 megvédi a béta-sejteket a dopamin citotoxicitásától magas zsírtartalmú étrend okozta stressz alatt, Cukorbetegség (2020). DOI: 10.2337/db20-0207