Jak je hyperglykémie spojena s metabolickými poruchami?
Vědečtí pracovníci z Univerzity Johnse Hopkinse v Baltimore identifikovali a recentně ve své práci v Proceedings of the National Academy of Sciences popsali molekulu, která podle nich stojí v centru dlouho nepoznané spojnice mezi vysokými koncentracemi glukózy v krvi a disrupcí energetických továren organismu – mitochondrií.
Svou studií podporovanou granty dvou institutů amerických Národních institutů zdraví (NIH) – National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) a National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDKD) – tak přispěli k objasnění jedné z hádanek kolem diabetu – není‑li cukr sám o sobě toxický, proč jeho vysoké koncentrace v krvi mají tak devastující účinky na organismus? A protože již dříve bylo prokázáno, že při neléčeném či nedostatečně léčeném diabetu hyperglykémie negativně ovlivňuje funkci mitochondrií a že mitochondriální dysfunkce zásadně přispívá ke glukotoxicitě, rozhodli se podrobněji prozkoumat molekulární procesy, jež jsou za těmito jevy skryty.
Začali tím, že porovnávali rozdílné koncentrace a lokalizace dvou enzymů, nacházejících se v mitochondriích srdečního svalu pokusných myší s diabetem a bez něj. Šlo o enzymy OGT (O‑GlcNAc transferázu) a OGA (O‑GlcNAkázu), což jsou enzymy schopné dodávat molekulu označovanou jako O‑GlcNac (chemicky O‑vázaný N‑acetylglukosamin) do proteinů (OGT) nebo ji z nich naopak odstraňovat (OGA). Ukázali, že OGT i OGA hrají důležitou roli v produkci energetického substrátu ATP, regulaci membránového potenciálu mitochondrií a spotřebě kyslíku v mitochondriích. A konečně prokázali, jakým způsobem vstupuje do mitochondriálního prostoru transferáza uridinofosfát‑GlcNAc. Zjistili přitom, že v mitochondriích diabetických myší je enzym OGT ve vyšších a enzym OGA naopak v nižších koncentracích než u myší nediabetických. Dr. Partha Banerjee jako první autor práce k tomu uvedl, že tento rozdíl očekávali, v žádném případě však nepředpokládali, že bude tak významný. A jeho kolega prof. Hart při hodnocení celkového účinku zjištěných rozdílů souvisejících s O‑GlcNac zdůraznil, že významně snižují účinnost mitochondriální produkce energie – v důsledku toho se vyvíjí více tepla, které poškozuje buňky. Z toho důvodu pak jaterní tkáň produkuje a uvolňuje větší množství antioxidantů, jež mají tyto škodlivé molekuly neutralizovat, v návaznosti na to stoupá i produkce glukózy, a vzniká tak bludný kruh či spirála poškození.
Dodejme, že studie jako tato vzbuzují velký zájem nejen proto, že objasňují regulaci mitochondriálních funkcí prostřednictvím nutrientů, ale i proto, že pomáhají hlouběji poznávat mechanismus vzniku a rozvoje diabetických komplikací diabetu. Podle autorů by navíc jejich objev mohl otevřít cestu nejen k novým způsobům prevence a léčby diabetu zaměřeným na enzymy O‑GlcNac, ale i k dalším objevům v oblasti metabolických chorob.
Zdroj: Medical Tribune