Het opsporen van bloedvaten kan diabetes voorkomen
Nieuwe inzichten uit onderzoek naar hoe insuline de bloedbaan verlaat om glucose in cellen te metaboliseren, kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor insulineresistentie, een aandoening die meestal voorafgaat aan diabetes type 2.
In een artikel dat werd gepubliceerd in De Journal of Clinical Investigation, wetenschappers van de Vanderbilt University in Nashville, TN, rapporteren hoe ze een nieuwe microscopietechniek naast wiskundige modellen gebruikten om de beweging van insuline direct te meten en te karakteriseren terwijl het bloedvatwanden doorkruiste naar skeletspiercellen in levende muizen.
Hun bevindingen suggereren dat het mechanisme van insulinetransport bij het verlaten van de kleine bloedvaten of capillairen in spierweefsel anders is dan dat gesuggereerd door eerdere studies.
"Bepalen hoe insuline de haarvaten verlaat", legt senior studie auteur David H. Wasserman, een professor in moleculaire fysiologie en biofysica, "is essentieel voor het begrijpen en behandelen van insulineresistentie."
Insulineresistentie kan leiden tot diabetes type 2
Insulineresistentie ontstaat wanneer de cellen die de weefsels van de lever, het vet en de spieren vormen, niet effectief reageren op insuline, het hormoon dat hen helpt glucose in energie om te zetten. De alvleesklier compenseert door meer insuline aan te maken om de glucose op het juiste niveau te houden.
Maar naarmate de tijd verstrijkt, kunnen pancreascellen het niet bijhouden, stijgen de glucosespiegels en ontwikkelen prediabetes en diabetes type 2 zich. De meeste mensen met diabetes hebben diabetes type 2.
Meer dan 30 miljoen volwassenen in de Verenigde Staten hebben diabetes, waaronder meer dan 7 miljoen die niet gediagnosticeerd zijn. Nog eens 84 miljoen mensen hebben prediabetes.
Het is niet precies duidelijk wat insulineresistentie veroorzaakt, maar wetenschappers suggereren dat lichamelijk inactief zijn en te veel gewicht dragen een belangrijke bijdrage leveren.
De bewegingen van insuline begrijpen
Prof. Wasserman en zijn collega's merken op dat het "vermogen van insuline om glucoseopname te stimuleren" in spiercellen "afhangt van de snelheid waarmee insuline door het endotheel komt", de dunne laag weefsel die de bloedvaten bekleedt en de beweging regelt. van stoffen in en uit de bloedbaan.
Ze merken ook op dat er aanwijzingen zijn dat een verminderde afgifte van insuline aan spiercellen een kenmerk is van 'door voeding veroorzaakte insulineresistentie'.
Het karakteriseren van het mechanisme dat de beweging van insuline door het endotheel regelt "is dus van cruciaal belang om de progressie van insulineresistentie te begrijpen", betogen ze, terwijl ze het doel van hun studie uiteenzetten.
Insuline beweegt door ‘vloeistoffase-transport’
Sommige studies suggereren dat het mechanisme van insulinetransport "verzadigbaar" is - dat wil zeggen dat de snelheid afneemt met toenemende insulinespiegels, en dat het afhangt van de aanwezigheid van insulinereceptoren op de cellen van het endotheel.
"Daarentegen", merken de auteurs van het onderzoek op dat hun bevindingen "overtuigend aantonen dat insulinebeweging door het endotheel onverzadigbaar is en de insulinereceptor niet vereist."
Met behulp van de techniek die ze ontwikkelden om de beweging van insuline bij levende muizen te volgen, in beeld te brengen en te modelleren, concludeerden ze dat het mechanisme werkt door middel van "vloeistoffase-transport".
Deze manier van transport “kan worden bereikt door ofwel convectieve beweging van insuline” door de verbindingen tussen cellen in het endotheel, of “een niet-specifiek vesiculair proces, of een combinatie van beide”, leggen ze uit.
De bevindingen kunnen leiden tot nieuwe behandelingen
De wetenschappers suggereren dat een van de belangrijkste redenen voor het verschil tussen hun bevindingen en die van eerdere studies is dat ze in staat waren om de beweging van insuline door het endotheel bij levende dieren rechtstreeks te meten, in tegenstelling tot het gebruik van "gekweekte monolagen" van endotheelcellen. .
Het verbeteren van ons begrip op cellulair en moleculair niveau van hoe insuline de haarvaten verlaat, zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om insulineresistentie om te keren, inclusief medicijnen op basis van kleine moleculen die de insulinetoediening stimuleren en nieuwe synthetische versies van insuline die de spiercellen effectiever bereiken.
Prof. Wasserman is van mening dat de fluorescentietraceer- en microscopietechniek die ze hebben ontwikkeld voor gebruik bij levende dieren ook kan worden gebruikt om te bestuderen hoe geneesmiddelen en andere hormonen de bloedbaan verlaten om in doelweefsels terecht te komen.
"De spiercapillaire wand is een formidabele barrière voor de werking van insuline op de spieren. Het is de snelheidsbeperkende stap voor de werking van spierinsuline en een mogelijke plaats van regulering. "
Prof. David H. Wasserman
