Penemuan pembuluh darah dapat mencegah diabetes
Wawasan baru dari penelitian tentang bagaimana insulin keluar dari aliran darah untuk memetabolisme glukosa dalam sel dapat mengarah pada pengobatan baru untuk resistensi insulin, suatu kondisi yang biasanya mendahului diabetes tipe 2.
Dalam makalah yang diterbitkan di Itu Jurnal Investigasi Klinis, para ilmuwan di Vanderbilt University di Nashville, TN, melaporkan bagaimana mereka menggunakan teknik mikroskop baru bersama model matematika untuk secara langsung mengukur dan mengkarakterisasi pergerakan insulin saat melintasi dinding pembuluh darah ke dalam sel otot rangka pada tikus hidup.
Temuan mereka menunjukkan bahwa mekanisme pengangkutan insulin saat meninggalkan pembuluh darah kecil, atau kapiler, di jaringan otot berbeda dengan yang disarankan oleh penelitian sebelumnya.
"Mendefinisikan bagaimana insulin meninggalkan kapiler," jelas penulis studi senior David H. Wasserman, seorang profesor di bidang fisiologi molekuler dan biofisika, "sangat penting untuk memahami dan mengobati resistensi insulin."
Resistensi insulin dapat menyebabkan diabetes tipe 2
Resistensi insulin berkembang ketika sel-sel yang membentuk jaringan hati, lemak, dan otot tidak merespons insulin secara efektif, hormon yang membantu mereka mengubah glukosa menjadi energi. Pankreas mengimbanginya dengan membuat lebih banyak insulin untuk menjaga glukosa pada tingkat yang benar.
Tetapi seiring berjalannya waktu, sel-sel pankreas tidak dapat mengimbangi, kadar glukosa meningkat, dan pradiabetes dan diabetes tipe 2 berkembang. Mayoritas penderita diabetes memiliki diabetes tipe 2.
Lebih dari 30 juta orang dewasa di Amerika Serikat menderita diabetes, termasuk lebih dari 7 juta yang tidak terdiagnosis. 84 juta lainnya menderita pradiabetes.
Tidak jelas persis apa yang menyebabkan resistensi insulin, tetapi para ilmuwan berpendapat bahwa tidak aktif secara fisik dan membawa terlalu banyak berat badan adalah kontributor utamanya.
Memahami gerakan insulin
Prof. Wasserman dan koleganya mencatat bahwa “kemampuan insulin untuk merangsang pengambilan glukosa” dalam sel otot “bergantung pada kecepatan insulin melewati endotelium,” yang merupakan lapisan tipis jaringan yang melapisi pembuluh darah dan mengontrol pergerakan. zat masuk dan keluar dari aliran darah.
Mereka juga mencatat bahwa ada bukti bahwa gangguan dalam pengiriman insulin ke sel otot adalah ciri dari "resistensi insulin yang diinduksi oleh diet".
Jadi, karakterisasi mekanisme yang mengontrol pergerakan insulin melalui endotel "sangat penting untuk memahami perkembangan resistensi insulin," kata mereka, saat mereka menetapkan tujuan studi mereka.
Insulin bergerak dengan 'transportasi fase cairan'
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa mekanisme pengangkutan insulin adalah "jenuh" - yaitu, kecepatannya turun dengan meningkatnya kadar insulin, dan bahwa itu tergantung pada keberadaan reseptor insulin pada sel-sel endotelium.
"Sebaliknya," penulis studi mencatat bahwa temuan mereka "secara meyakinkan menunjukkan bahwa pergerakan insulin di seluruh endotelium tidak dapat jenuh dan tidak memerlukan reseptor insulin."
Dengan bantuan teknik yang mereka kembangkan untuk melacak, mencitrakan, dan memodelkan pergerakan insulin saat keluar dari kapiler pada tikus hidup, mereka menyimpulkan bahwa mekanisme tersebut bekerja dengan "transpor fase cairan".
Cara pengangkutan ini "dapat dicapai dengan gerakan konvektif insulin" melalui persimpangan antara sel-sel di endotelium, atau "proses vesikuler nonspesifik, atau kombinasi keduanya," jelas mereka.
Penemuan ini bisa mengarah pada pengobatan baru
Para ilmuwan menyarankan bahwa salah satu alasan utama untuk perbedaan antara temuan mereka dan penelitian sebelumnya adalah bahwa mereka dapat secara langsung mengukur pergerakan insulin di seluruh endotel pada hewan hidup, dibandingkan dengan menggunakan "lapisan tunggal yang dikultur" dari sel endotel. .
Meningkatkan pemahaman kita di tingkat seluler dan molekuler tentang bagaimana insulin keluar dari kapiler dapat mengarah pada cara-cara baru untuk membalikkan resistensi insulin, termasuk obat-obatan berdasarkan molekul kecil yang meningkatkan pengiriman insulin dan versi insulin sintetis baru yang mencapai sel otot dengan lebih efektif.
Prof Wasserman berpendapat bahwa teknik pelacakan dan mikroskop fluoresensi yang telah mereka kembangkan untuk digunakan pada hewan hidup juga dapat digunakan untuk mempelajari bagaimana obat dan hormon lain keluar dari aliran darah untuk memasuki jaringan target.
“Dinding kapiler otot adalah penghalang yang kuat untuk aksi insulin pada otot. Ini adalah langkah pembatas kecepatan untuk tindakan insulin otot dan situs regulasi potensial. "
Prof. David H. Wasserman
