راز مقاومت به انسولین فاش شد
گروه علمی و فناوری برنا/ دانشمندان در پژوهشی جدید به سازوکار مولکولی ناشناخته‌ای در عضلات اسکلتی دست یافته‌اند که می‌تواند بخشی از چرایی تاثیر مثبت ورزش بر کنترل قند خون در افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ را توضیح دهد. این پژوهش نشان می‌دهد پروتئینی به نام Miro۱ که در عضلات افراد مبتلا به این بیماری در مقادیر غیرمعمولی بالا وجود دارد ممکن است در اختلال پاسخ بدن به انسولین نقش داشته باشد.
محققان دریافتند حذف این پروتئین در مدل‌های پیش‌بالینی توانایی عضلات برای پاسخ‌گویی به انسولین را بازیابی می‌کند. همچنین نتایج یک کارآزمایی بالینی نشان داد انجام تمرین‌های هوازی با کاهش سطح پروتئین Miro۱ در عضلات افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ همراه است، تغییری که هم‌زمان با افزایش حساسیت به انسولین و بهبود توانایی عضلات در تولید انرژی مشاهده شد.
این یافته‌ها که در مجله علمی Nature Communications منتشر شده است می‌تواند مسیر تازه‌ای برای شناخت سازوکار مقاومت به انسولین و شناسایی اهداف درمانی احتمالی در مبتلایان به دیابت نوع ۲ فراهم کند.
پروتئینی که ممکن است در مقاومت به انسولین نقش داشته باشد
پروتئین Miro۱ که نام کامل آن Mitochondrial Rho GTPase۱ است روی غشای خارجی میتوکندری قرار دارد. میتوکندری‌ها ساختار‌هایی درون سلول هستند که بخش عمده انرژی موردنیاز سلول را تولید می‌کنند و نقش مهمی در عملکرد طبیعی بافت‌ها دارند.
عضلات اسکلتی نیز یکی از مهم‌ترین بافت‌های بدن در تنظیم قند خون محسوب می‌شوند زیرا در پاسخ به انسولین گلوکز موجود در جریان خون را جذب می‌کنند. انسولین هورمونی است که به انتقال قند از خون به سلول‌ها کمک می‌کند تا بدن بتواند از آن برای تامین انرژی استفاده کند. با این حال زمانی که عضلات نسبت به انسولین مقاوم می‌شوند توانایی آنها برای جذب گلوکز کاهش می‌یابد. در نتیجه قند بیشتری در جریان خون باقی می‌ماند و سطح قند خون افزایش پیدا می‌کند، وضعیتی که یکی از ویژگی‌های اصلی دیابت نوع ۲ است.
پژوهشگران برای بررسی نقش احتمالی Miro۱ در این فرایند تاثیر این پروتئین را در مطالعات سلولی، مدل‌های پیش‌بالینی و همچنین افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ بررسی کردند. نتایج آزمایش‌ها نشان داد افزایش بیش از حد Miro۱ می‌تواند پاسخ عضلات به انسولین را مختل کند. در مقابل حذف این پروتئین در مدل‌های پیش‌بالینی باعث معکوس شدن این اثر و بازیابی پاسخ عضلات به انسولین شد.
ورزش هوازی چگونه با کاهش Miro۱ به بهبود حساسیت به انسولین کمک می‌کند؟
بخش دیگری از این پژوهش به بررسی ارتباط میان فعالیت بدنی، سطح پروتئین Miro۱ و سلامت متابولیک اختصاص داشت.
محققان در قالب یک کارآزمایی تصادفی‌سازی‌شده و کنترل‌شده، گروهی از افراد مبتلا به چاقی و دیابت نوع ۲ را بررسی کردند. شرکت‌کنندگان به دو گروه تقسیم شدند، گروه نخست تمرین‌های هوازی انجام دادند و گروه دوم مراقبت‌های پزشکی استاندارد را دریافت کردند.
نتایج نشان داد افرادی که در گروه ورزش قرار داشتند، کاهش سطح پروتئین Miro۱ را در عضلات خود تجربه کردند. این کاهش هم‌زمان با دو تغییر مهم دیگر همراه بود: افزایش حساسیت به انسولین و بهبود تولید انرژی در میتوکندری‌ها. این یافته‌ها ارتباط میان ورزش هوازی کاهش سطح Miro۱ و بهبود سلامت متابولیک را در افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ تقویت می‌کند.
با این حال پژوهشگران تاکید می‌کنند که نتایج کارآزمایی انسانی به‌تنهایی ثابت نمی‌کند کاهش Miro۱ عامل مستقیم تمام فواید ورزش است. در واقع، این مطالعه نشان داده است که کاهش سطح این پروتئین و بهبود حساسیت به انسولین پس از انجام تمرین‌های هوازی به‌طور هم‌زمان رخ می‌دهند، اما برای اثبات رابطه علت و معلولی میان این دو به تحقیقات بیشتری نیاز است. در مقابل آزمایش‌های پیش‌بالینی شواهد مستقیم‌تری درباره نقش این پروتئین ارائه کرده‌اند و نشان داده‌اند که حذف Miro۱ می‌تواند پاسخ عضلات به انسولین را بهبود ببخشد.
شناسایی یک هدف درمانی احتمالی برای دیابت نوع ۲
جان پی. کیروان نویسنده ارشد این پژوهش با اشاره به اهمیت این یافته‌ها گفت مقاومت به انسولین در عضلات یکی از عوامل اصلی ابتلا به دیابت نوع ۲ است، اما سازوکار‌های مولکولی ایجادکننده آن همچنان به‌طور کامل شناخته نشده‌اند.
او توضیح داد: مقاومت به انسولین در عضلات در مرکز بیماری دیابت نوع ۲ قرار دارد و علل مولکولی آن برای مدت طولانی به‌طرز ناامیدکننده‌ای نامشخص باقی مانده بود. این مطالعه که حاصل سال‌ها پژوهش است Miro۱ را به‌عنوان یکی از اجزای کلیدی این معما شناسایی می‌کند.
به گفته کیروان محققان با بررسی این پروتئین از سطح سلول‌ها و مدل‌های پیش‌بالینی تا مطالعات انسانی نشان داده‌اند که تجمع Miro۱ پاسخ عضلات به انسولین را مختل می‌کند حذف آن در مدل‌های آزمایشی این پاسخ را بازیابی می‌کند و ورزش نیز از تجمع این پروتئین در بدن افراد مبتلا به دیابت جلوگیری می‌کند.
او افزود: برای جامعه علمی، این یافته یک هدف درمانی جدید محسوب می‌شود. برای بیماران نیز درک عمیق‌تری از علت اثربخشی ورزش فراهم می‌کند و مسیر توسعه درمان‌هایی را می‌گشاید که در آینده می‌توانند در کنار ورزش مورد استفاده قرار گیرند.
ادامه تحقیقات برای تبدیل یافته آزمایشگاهی به درمان
کیروان این پژوهش را در مرکز تحقیقات زیست‌پزشکی پنینگتون دانشگاه ایالتی لوئیزیانا هدایت کرده است. او اکنون به‌عنوان مدیر اجرایی مرکز دیابت هارولد هام در دانشگاه اوکلاهما منصوب شده و قرار است تحقیقات خود درباره سازوکار‌های زیستی دیابت و روش‌های درمانی احتمالی را در این مرکز ادامه دهد.
الیزابت هاینتز نویسنده اول مقاله این تحقیقات را در دوران تحصیل در مقطع دکتری و در آزمایشگاه فیزیولوژی یکپارچه و پزشکی مولکولی مرکز تحقیقات زیست‌پزشکی پنینگتون انجام داده است. کریستوفر اکسلرود یکی دیگر از نویسندگان مسئول این مقاله نیز به مرکز دیابت هارولد هام پیوسته است.
جنیفر رود معاون ارشد موقت و مدیر اجرایی مرکز تحقیقات زیست‌پزشکی پنینگتون درباره اهمیت این مطالعه گفت: این پژوهش نمونه‌ای از گستره فعالیت‌های علمی در مرکز تحقیقات زیست‌پزشکی پنینگتون است، مرکزی که تحقیقات آن از علوم پایه و شناسایی سازوکار‌های زیستی بیماری‌ها تا مطالعات بالینی و پژوهش‌های جمعیت‌محور برای تاثیرگذاری بر سلامت عمومی را در بر می‌گیرد.
او افزود یافته‌های تیم کیروان درباره Miro۱ اهمیت رویکردی یکپارچه در تحقیقات پزشکی را نشان می‌دهد، رویکردی که کشفیات بنیادی درباره عملکرد عضلات را به شناخت مقاومت به انسولین و فواید ورزش در افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ پیوند می‌دهد. به گفته رود این تحقیقات به پیشرفت درک علمی از دیابت کمک می‌کند و زمینه را برای توسعه رویکرد‌های جدید در پیشگیری و درمان این بیماری فراهم می‌سازد.
با وجود نتایج امیدوارکننده پژوهشگران تأکید دارند که حذف Miro۱ در مدل‌های آزمایشی به معنای اثبات اثربخشی یا ایمنی هدف قرار دادن این پروتئین در بدن انسان نیست. هنوز مشخص نشده است که دستکاری فعالیت این پروتئین در افراد مبتلا به دیابت چه پیامد‌هایی خواهد داشت و آیا می‌توان از این روش برای کنترل قند خون استفاده کرد یا خیر.
از این رو، مطالعات بیشتری برای روشن شدن نقش دقیق Miro۱ در ایجاد مقاومت به انسولین و بررسی امکان تغییر فعالیت آن به‌عنوان یک روش درمانی ضروری است.
کیروان قصد دارد در مرکز دیابت هارولد هام این مسیر پژوهشی را با پیوند دادن یافته‌های آزمایشگاهی به مطالعات انسانی ادامه دهد.
او با اشاره به شیوع دیابت نوع ۲ در ایالت اوکلاهما و سراسر آمریکا گفت: در نهایت ما به دنبال درمان‌های قطعی هستیم و امیدواریم یافته‌های اخیر بتوانند بخشی از راه‌حل این مسئله باشند.
بر اساس نتایج این مطالعه Miro۱ می‌تواند هدف مولکولی جدیدی برای تحقیقات آینده درباره مقاومت به انسولین باشد، با این حال تا تبدیل این کشف به یک روش درمانی قابل استفاده برای بیماران انجام مطالعات تکمیلی درباره ایمنی و اثربخشی آن ضروری است.
منبع: ساینس دیلی
انتهای پیام/
