ሜቲሊን ብሉ እና የስኳር በሽታ፦ የግሉኮስ ማጓጓዝና የእንስሳት ጥናቶች ማብራሪያ

ከተጋነነው ወሬ በስተጀርባ ያለው ጥያቄ

ያ ድምዳሜ አመክንዮአዊ ይመስላል፣ ግን በተሳሳተ የአስተሳሰብ ሞዴል ላይ የተመሠረተ ነው። ሦስት የተለያዩ ጽንሰ ሐሳቦችን አንድ እንደሆኑ ይቆጥራል፦ በላቦራቶሪ ሳህን ውስጥ ግሉኮስ ወደ አንድ ሕዋስ መግባት፣ በልብ ሚቶኮንድሪዮን ውስጥ ያለው ሜታቦሊዝም፣ እና በአንድ ሰው ሙሉ አካል ውስጥ የግሉኮስ ቁጥጥር። እያንዳንዳቸው የራሳቸው መለኪያዎችና ገደቦች አሏቸው። ይህ ጽሑፍ እነዚህን ይለያል።

አጭሩ መልስ ይህ ነው፦ ሜቲሊን ብሉ በደንብ በተጠና አንድ የሕዋስ መስመር ውስጥ የግሉኮስ ማጓጓዝን በእርግጥ ያነቃቃል፣ የስኳር በሽታ ባለባቸው አይጦችም የሚቶኮንድሪያ ኬሚስትሪንና አንዳንድ የልብ መለኪያዎችን ይለውጣል። ግን በረጅም ጊዜ በተካሄደው የአይጥ ጥናት የጾም ግሉኮስን ወይም በግሉኮስ የተያያዘ ሄሞግሎቢንን አልለወጠም። በሰዎች ላይ የታተመ ማስረጃም በሙሉ አካል የሚሰራጭ ሜቲሊን ብሉ በስኳር በሽታ ውስጥ የደም ስኳርን፣ HbA1cን ወይም ኢንሱሊንን እንደሚያሻሽል አያሳይም።

ሕዋሳት፦ ቀድሞውኑ በሽፋኑ ውስጥ ባሉ አጓጓዦች በኩል ፈጣን የግሉኮስ መግባት

ተመራማሪዎቹ L929 ፋይብሮብላስቶችን ተጠቅመዋል። በዚህ የሕዋስ መስመር ግሉኮስ መውሰድ በአንድ አጓጓዥ፣ GLUT1፣ ላይ የተመሠረተ ነው። አንድ አጓጓዥ ብቻ ስላለ፣ በግሉኮስ መውሰድ ላይ የሚታይ ማንኛውም ለውጥ ከዚያ አጓጓዥ የመጣ መሆን አለበት።

ቡድኑ እነዚህን ሕዋሳት ለሜቲሊን ብሉ ሲያጋልጥ፣ ምልክት የተደረገበትን ንጥረ ነገር መውሰድ በ10 ደቂቃዎች ውስጥ ጨመረ። ጭማሪው በመጠኑ ላይ የተመሠረተ ሲሆን፣ በ50 micromolar ለ45 ደቂቃዎች ሲቆይ ከመነሻው በግምት 800 በመቶ ደረሰ። የኪኔቲክስ ዝርዝሩ አስፈላጊ ነው፦ ከፍተኛው ፍጥነት (Vmax) ጨመረ፣ የመተሳሰር ዝንባሌ (Km) እና የGLUT1 ፕሮቲን መጠን ግን ሳይለወጡ ቀሩ። በቁጥር ያልተለወጡት በሮች በደቂቃ የበለጠ ግሉኮስ እንዲያልፍ አደረጉ። ቀለሙ አዲስ አጓጓዦችን ከመጨመር ይልቅ ቀድሞውኑ በሽፋኑ ውስጥ ያሉትን አነቃቃ።

የቁጥጥር ሙከራዎቹ ሁኔታውን የበለጠ ግልጽ ያደርጉታል። በሪዳክሽን የተለወጠው፣ ቀለም የሌለው ቅርጽ ምንም አላደረገም። ቀለሙ ወደ ሕዋሱ እንዳይገባ ያደረገ ከሕዋስ ውጭ ያለ ኦክሲዳንት ቀለም መያዝንም ማነቃቃቱንም አገደ። የAMP ኪኔዝና የPI ኪኔዝ መንገዶችን የሚያግዱ ንጥረ ነገሮች ምንም አልለወጡም። ይህም እነዚህ ሁለት የታወቁ የምልክት ማስተላለፊያ መንገዶች ተሳታፊ ናቸው የሚለውን ሐሳብ አይደግፍም።

የመጀመሪያው ግምት የሬዶክስ ዑደት ነበር፦ ቀለሙ ኤሌክትሮኖችን ያመላልሳል፣ በሕዋሱ ላይ ቀላል ጭንቀት ይፈጥራል፣ ጭንቀት የደረሰባቸው ሕዋሳትም የግሉኮስ በሮችን ይከፍታሉ። ተከታይ ጥናት ይህን ሐሳብ ፈተነ። ተመራማሪዎቹ ቀለበት ቅርጽ ያለውን ሜቲል-ቤታ-ሳይክሎዴክስትሪን ተጠቀሙ። ይህ ሞለኪውል ሜቲሊን ብሉን በውስጡ በሚያካትት ውህድ ይይዛል፣ የመተሳሰር ቋሚውም ወደ 310 M-1 ይጠጋል። የተያዘው ቀለም ሕዋሳትን አላቀለመም፣ ግሉኮስ መውሰድንም አላነቃቃም። ቀለሙን በማጠብ ማስወገድም ተፅዕኖው ከመጥፋቱ ጋር በቅርብ ተዛመደ። ድምዳሜያቸው የሬዶክስ ማብራሪያውን ተቃረነ፦ ማነቃቃቱ ምናልባት ቀለሙ በGLUT1 ማነቃቂያ መንገድ ውስጥ ካለ አንድ ፕሮቲን ጋር በቀጥታ ከመስተጋብሩ የሚመጣ እንጂ ከአጠቃላይ ኦክሲዴቲቭ ጭንቀት የሚመጣ አይደለም።

የአሠራሩ መርህ ውስን ነው። ሜቲሊን ብሉ ወደ ሕዋስ በመግባትና በፕሮቲን ደረጃ በሚፈጠር መስተጋብር በL929 ሕዋሳት ውስጥ በGLUT1 በኩል የሚከናወን ግሉኮስ መውሰድን በአጭር ጊዜና ተመላሽ በሆነ መንገድ ሊያነቃቃ ይችላል። ይህ ስለ ኢንሱሊን፣ ስለ ቆሽት ወይም በሕይወት ባለ እንስሳ ውስጥ ስለሚገኝ የደም ስኳር ምንም አይናገርም። ቀለሙ እንደ ኤሌክትሮን አጓጓዥ ስላለው ሚና ሜቲሊን ብሉ እንዴት እንደ ኤሌክትሮን አጓጓዥ እንደሚሠራ ይመልከቱ። የሕዋስ ጥናቶችን ለማንበብ የሚረዱ መመሪያዎችን ለማግኘት የሜቲሊን ብሉ ምርምርን እንዴት ማንበብ እንደሚቻል ይመልከቱ።

የስኳር በሽታ ያለባቸው አይጦች፦ የተለወጡ ልቦች፣ ያልተለወጠ የደም ስኳር

የእንስሳት ጥናቱ ወደ ሌላ ጽንሰ ሐሳብ ይሸጋገራል፦ የስኳር በሽታ ያለበት ልብ። ሁለቱም የአይጥ ጥናቶች ስትሬፕቶዞቶሲንን ተጠቅመዋል። ይህ ኢንሱሊን የሚያመነጩ ቤታ ሕዋሳትን የሚያጠፋና ዓይነት 1 የስኳር በሽታን የሚመስል ሁኔታ የሚፈጥር መርዝ ነው። ስለ ሜቲሊን ብሉ እና ዓይነት 2 የስኳር በሽታ የሚፈልጉ አንባቢዎች ይህን አለመጣጣም ከመጀመሪያው ሊያስተውሉ ይገባል። እነዚህ ዓይነት 2 የስኳር በሽታ ያለባቸው እንስሳት አይደሉም።

በረጅም ጊዜ ጥናቱ፣ ወንድ Lewis አይጦች በመጠጥ ውሃ ውስጥ በቀን ለእያንዳንዱ kg 10 mg ለ11 ሳምንታት ተቀበሉ። ግሉኮስን ወደ መደበኛ ደረጃ ሳይመልሱ የሰውነት መመናመንን ለመከላከል አነስተኛ የኢንሱሊን መጠኖችም ተሰጧቸው። በልብ ሚቶኮንድሪያ ውስጥ ቀለሙ NADH ኦክሲዳይዝ እንዲሆን ረዳ፣ NAD+ን ጨመረ፣ የSirtuin 3 ዲአሴቲሌዝ እንቅስቃሴንም ከፍ አደረገ። የፕሮቲኖች ጥናት በስብ ኦክሲዴሽን፣ በሲትሪክ አሲድ ዑደትና በኤሌክትሮን ማጓጓዝ ሂደቶች ውስጥ በሚሳተፉ 34 የሚቶኮንድሪያ ፕሮቲኖች ላይ ባሉ 83 ቦታዎች አሴቲሌሽን መቀነሱን አሳየ። ረጅም ሰንሰለት ያለው ስብ ኦክሲዴሽንና የሃይድሮክሲአሲል-CoA ዲሃይድሮጂኔዝ እንቅስቃሴ ቀነሱ። ይህም የስኳር በሽታ ያለበት ልብ በስብ ላይ ያለው የማይለዋወጥ ከመጠን በላይ ጥገኝነት መቀነስ እንደሆነ ተተረጎመ። የልብ ክፍሎች ይዘትና የደም ማስወጣት ድርሻ ተሻሻሉ፣ የልብ ጡንቻ መወፈር አመልካችም ወደ መደበኛ ተመለሰ። ሆኖም ግፊቶችና የመኮማተር ፍጥነት ከመደበኛው በታች እንደሆኑ ቀሩ።

ከሁሉ በላይ አስፈላጊው ውጤት ይህ ነው፦ የደም ስኳር ደረጃ አልተለወጠም። የጾምና ጾም ያልሆነ ጊዜ ግሉኮስ ከፍ ብሎ ቀረ። HbA1cም ሕክምናውን ባገኙትና ባላገኙት የስኳር በሽታ ባለባቸው አይጦች በተመሳሳይ ወደ 5.6 በመቶ አካባቢ ቀረ፣ ጉልህ የሕክምና ተፅዕኖም አልነበረም። ቀለሙ ተለይተው በወጡ ሚቶኮንድሪያ ውስጥ የኮምፕሌክስ I እና II የሬስፒሬሽን ጉድለትንም ማስተካከል አልቻለም። በአንዳንድ መለኪያዎች የልብ ተግባር ተሻሻለ፣ የግሉኮስ ቁጥጥርና መሠረታዊው የሬስፒሬሽን ጉድለት ግን አልተሻሻሉም። የተለያዩት ውጤቶች እንደተለዩ ቀሩ።

ሁለተኛው ጥናት በትንሽ ደረጃ ተካሄደ፦ ከጤናማ ልቦችና ለሁለት ወራት የስኳር በሽታ ካለባቸው ልቦች የተለዩ ሚቶኮንድሪያ በመለኪያው ወቅት አንድ ዝቅተኛ መጠን፣ 0.1 micromolar፣ ተሰጣቸው። ከኮምፕሌክስ I እና II ሰብስትሬቶች ጋር የኦክሲጅን ፍጆታ በሁለቱም ጨመረ። የሃይድሮጂን ፔሮክሳይድ ልቀት ግን እንደ ነዳጁ ተለያየ፦ ከግሉታሜትና ማሌት ጋር ጨመረ፣ ከሱክሲኔት ጋር ቀነሰ። ካልሲየም የመያዝ አቅም አልተለወጠም። ይህ የሚቶኮንድሪያ ፋርማኮሎጂ ጥናት እንጂ የልብ ተግባር ወይም የግሉኮስ ሙከራ አይደለም። ትምህርቱም ቀለሙ በሁሉም ሁኔታ በተመሳሳይ የሚሠራ አንቲኦክሲዳንት አለመሆኑ ነው። የኦክሲዳንት ልቀት መጨመሩ ወይም መቀነሱ ሚቶኮንድሪዮኑ የትኛውን ሰብስትሬት እንደሚያቃጥል ይወሰናል። ተዛማጅ ማብራሪያ ለማግኘት ሜቲሊን ብሉን በልብና ደም ሥር ምርምር ውስጥ ይመልከቱ።

የሞዴልና የውጤት መለኪያ ሰንጠረዥ፦ ምን ተፈተነ፣ ምን ተለወጠ፣ ምን አልተለወጠም

ሰዎች፦ ስለ ሰው የደም ስኳር ያለው መረጃ እጅግ ውስን ነው

አንድ ሙከራ የግሉኮስ ቁጥጥርን ሳያጠና የስኳር በሽታ ባለባቸው ሰዎች ቁስሎችን ሊያጠና ይችላል። የጥርስ ሕክምና ሂደትም የስኳር በሽታ ሕክምናን ሳይፈትን HbA1cን እንደ ተጨማሪ መለኪያ ሪፖርት ሊያደርግ ይችላል።

አንድ የተመዘገበ ሙከራ፣ NCT05850611፣ ለስኳር በሽታ የእግር ቁስለት በአፍ ሜቲሊን ብሉ (70 mg በወተት ውስጥ፣ አራት ሳምንታት) ለመስጠት አቅዷል። ከመለኪያዎቹ መካከል የጾም ግሉኮስ፣ ኢንሱሊንና HbA1c ቢኖሩም፣ ውጤቶችን አላሳወቀም። አንድ ትንሽ የታተመ ቅድመ ጥናት ለእግር ቁስለት በፕሌትሌቶች የበለጸገ ፕላዝማ ጄልን ከዝቅተኛ መጠን በአፍ የሚሰጥ ቀለም ጋር አጣምሮ ተጠቅሟል። ሪፖርት ያደረገውም የቁስልና የኦክሲጅን አቅርቦት ውጤቶችን እንጂ የደም ስኳር ውጤቶችን አይደለም። የጥርስ ድጋፍ ቲሹ እብጠትና የስኳር በሽታ ባለባቸው ታካሚዎች ላይ ቀለሙን በብርሃን የሚነቃቃ ፀረ ተህዋሲያን ንጥረ ነገር አድርገው በአካባቢው ብቻ የተጠቀሙ የጥርስ ሙከራዎች በHbA1c ላይ ጉልህ ጥቅም አላገኙም። በድድ ኪስ ውስጥ የሚደረግ ቀለም በሙሉ አካል ከሚሠራ የሜታቦሊዝም ሕክምና የተለየ ጽንሰ ሐሳብ ነው። ስለዚህ እነዚያ ጥቅም አላሳዩም የሚሉ ውጤቶች ስለ በአፍ አሰጣጥም ምንም አይናገሩም።

ታማኝ ማጠቃለያው ይህ ነው፦ በሰዎች ላይ የታተመ ማስረጃ በሙሉ አካል የሚሰራጭ ሜቲሊን ብሉ በስኳር በሽታ ውስጥ HbA1cን፣ የጾም ግሉኮስን ወይም ኢንሱሊንን እንደሚያሻሽል አያሳይም። ማስረጃ አለመኖሩ ተፅዕኖ እንደሌለ ማረጋገጫ አይደለም። ግን የሕዋስ ግሉኮስ መውሰድን ወይም የአይጥ ልብ ግኝቶችን የግሉኮስ ቁጥጥር ማረጋገጫ አድርጎ የሚያቀርብ ማስታወቂያን አይደግፍም። ማንም ከመሞከሩ በፊት ማወቅ ስለሚገባው የደህንነት ገደብ፣ ከተለመዱ ፀረ ድብርት መድኃኒቶች ጋር ያለውን የሴሮቶኒን ሲንድሮም አደጋ ጨምሮ፣ የሜቲሊን ብሉ ደህንነትና የመድኃኒት መስተጋብሮች ይመልከቱ።

ራስን ሳያሳስቱ ይህን ማስረጃ እንዴት መጠቀም ይቻላል?

ሦስት ማሽኖችን ያስቡ። የመጀመሪያው ማሽን በላቦራቶሪ በተዳበረ አንድ ሕዋስ ውስጥ ያለ የግሉኮስ በር ነው። ሁለተኛው ማሽን በአይጥ ልብ ውስጥ ያለ ሚቶኮንድሪዮን ነው። ሦስተኛው ማሽን ቆሽት፣ ጉበት፣ ጡንቻዎች፣ ኩላሊቶች፣ መድኃኒቶችና ምግቦች ያሉት የስኳር በሽታ ያለበት ሰው ነው። ቀለሙ በመጀመሪያውና በሁለተኛው ማሽን ላይ ተፅዕኖ እንዳለው ታይቷል። ሦስተኛው ማሽን በተሻለ የግሉኮስ ቁጥጥር ምላሽ እንደሚሰጥ አልታየም።

ይህ ልዩነት የጽሑፉ ሐሳብ በአንድ አንቀጽ ሲጠቃለል ነው። ስለ ሜቲሊን ብሉ የስኳር በሽታ እንክብካቤ የሚነገር አባባል፣ የደም ስኳር ውጤትን ከማሳየት ይልቅ የአጓጓዥ ማነቃቃትን ወይም የሚቶኮንድሪያ አሴቲሌሽንን ከጠቀሰ፣ ርዕሱን ለውጧል ማለት ነው። የSirtuin 3 እና የስብ ኦክሲዴሽን ግኝቶች አሁንም ለመከታተል የሚገቡ ናቸው። ግን መጠበቅ ያለብን ሙከራ የተወሰነ ነው፦ የስኳር በሽታ ባለባቸው ሰዎች ላይ HbA1cን፣ የጾም ግሉኮስን ወይም ኢንሱሊንን እንደ ዋና የውጤት መለኪያ የሚለካ ቁጥጥር ያለው ሙከራ።