Metilensko plavilo i dijabetes: šta pokazuju istraživanja na ćelijama i životinjama

Pitanje iza pretjeranih tvrdnji

Taj zaključak djeluje logično, ali se oslanja na pogrešan način razmišljanja. Tri različita pojma tretira kao da su jedan: ulazak glukoze u pojedinačnu ćeliju u laboratorijskoj posudi, metabolizam unutar mitohondrije srčane ćelije i regulaciju glukoze kod cijelog čovjeka. Svaki ima svoja mjerenja i ograničenja. Ovaj članak ih razdvaja.

Kratak odgovor: metilensko plavilo zaista aktivira transport glukoze u jednoj dobro proučenoj ćelijskoj liniji i zaista mijenja mitohondrijsku hemiju i neke srčane pokazatelje kod štakora s dijabetesom. Ali u najdužem istraživanju na štakorima nije promijenilo glukozu natašte ni glikirani hemoglobin, a nijedan objavljeni dokaz kod ljudi ne pokazuje da sistemski primijenjeno metilensko plavilo poboljšava šećer u krvi, HbA1c ili inzulin kod dijabetesa.

Ćelije: brži ulazak glukoze kroz transportere koji su već u membrani

Istraživači su koristili fibroblaste L929, liniju čiji unos glukoze zavisi od samo jednog transportera, GLUT1. Kada je prisutan samo jedan transporter, svaka promjena unosa mora potjecati od njega.

Kada je tim izložio ove ćelije metilenskom plavilu, unos obilježene glukoze porastao je u roku od 10 minuta i zavisio je od doze, dostigavši približno 800 posto početne vrijednosti pri koncentraciji od 50 micromolar tokom 45 minuta. Kinetički detalj je važan: maksimalna brzina (Vmax) porasla je, dok su afinitet (Km) i količina proteina GLUT1 ostali nepromijenjeni. Isti broj vrata propuštao je više glukoze u minuti. Boja je aktivirala transportere koji su već bili u membrani, umjesto da doda nove.

Kontrolni eksperimenti daju jasniju sliku. Reducirani (bezbojni) oblik nije imao učinka. Izvanćelijski oksidans koji je sprečavao ulazak boje blokirao je i bojenje i stimulaciju. Blokatori signalnih puteva AMP kinaze i PI kinaze nisu ništa promijenili, što govori protiv uključenosti ta dva poznata signalna puta.

Prva pretpostavka bila je redoks ciklus: boja prenosi elektrone, blago opterećuje ćeliju, a ćelije pod stresom otvaraju prolaze za glukozu. Naknadno istraživanje provjerilo je tu ideju. Istraživači su koristili metil-beta-ciklodekstrin, molekulu prstenastog oblika koja zarobljava metilensko plavilo u inkluzijskom kompleksu (konstanta asocijacije približno 310 M-1). Zarobljena boja nije ni bojila ćelije ni stimulirala unos, a uklanjanje boje ispiranjem usko je pratilo gubitak učinka. Njihov zaključak bio je suprotan redoks objašnjenju: aktivacija vjerovatno potječe od direktne interakcije boje s nekim proteinom u putu aktivacije GLUT1, a ne od općeg oksidativnog stresa.

Princip djelovanja ima usko područje primjene. Metilensko plavilo može akutno i reverzibilno aktivirati unos putem GLUT1 u ćelijama L929 ulaskom u ćeliju i interakcijom na nivou proteina. To ne govori ništa o inzulinu, gušterači ili šećeru u krvi žive životinje. Za kontekst o boji kao prenosniku elektrona pogledajte kako metilensko plavilo djeluje kao prenosnik elektrona. Za pravila tumačenja istraživanja na ćelijama pogledajte kako čitati istraživanja o metilenskom plavilu.

Štakori s dijabetesom: promjene na srcu, bez promjene šećera u krvi

Istraživanja na životinjama prelaze na drugi pojam: srce zahvaćeno dijabetesom. Oba istraživanja na štakorima koristila su streptozotocin, toksin koji uništava beta-ćelije koje proizvode inzulin i stvara stanje slično dijabetesu tipa 1. Čitaoci koji traže informacije o metilenskom plavilu i dijabetesu tipa 2 trebaju odmah uočiti tu razliku. Ove životinje nemaju dijabetes tipa 2.

U dugotrajnom istraživanju mužjaci štakora soja Lewis primali su 10 mg po kg dnevno u vodi za piće tokom 11 sedmica, uz male doze inzulina radi sprečavanja propadanja organizma, ali bez normalizacije glukoze. U srčanim mitohondrijama boja je pomogla oksidaciju NADH, povećala NAD+ i pojačala deacetilaznu aktivnost Sirtuina 3. Proteomika je utvrdila smanjenu acetilaciju na 83 mjesta na 34 mitohondrijska proteina uključena u oksidaciju masti, ciklus limunske kiseline i transport elektrona. Oksidacija dugolančanih masti i aktivnost hidroksiacil-CoA dehidrogenaze smanjile su se, što je protumačeno kao ublažavanje krute, pretjerane ovisnosti srca zahvaćenog dijabetesom o mastima. Srčani volumeni i ejekcijska frakcija poboljšali su se, a pokazatelj hipertrofije se normalizirao, iako su pritisci i brzina kontrakcije ostali sniženi.

Ovo je najvažniji rezultat: glikemija se nije promijenila. Glukoza natašte i glukoza mjerena bez gladovanja ostale su visoke, a HbA1c je ostao blizu 5.6 posto i kod tretiranih i kod netretiranih štakora s dijabetesom, bez značajnog učinka tretmana. Boja također nije ispravila poremećaj respiracije putem kompleksa I i II u izoliranim mitohondrijama. Srčana funkcija poboljšala se prema nekim pokazateljima, dok se regulacija glukoze i osnovni poremećaj respiracije nisu poboljšali. Odvojeni ishodi ostali su odvojeni.

Drugo istraživanje provedeno je na manjem nivou: mitohondrije izolirane iz zdravih srca i srca štakora koji su dva mjeseca imali dijabetes, kojima je tokom mjerenja dodana jedna niska doza od 0.1 micromolar. Potrošnja kisika porasla je i uz supstrate kompleksa I i uz supstrate kompleksa II. Ali oslobađanje vodikovog peroksida razlikovalo se prema gorivu: poraslo je uz glutamat i malat, a smanjilo se uz sukcinat. Zadržavanje kalcija nije se promijenilo. Ovo je mitohondrijska farmakologija, a ne ispitivanje srčane funkcije ili glukoze. Pouka je da boja nije antioksidans s jednoličnim djelovanjem. Hoće li oslobađanje oksidansa porasti ili pasti zavisi od toga koji supstrat mitohondrija koristi. Za povezanu temu pogledajte metilensko plavilo u kardiovaskularnim istraživanjima.

Tabela modela i ishoda: šta je ispitano, šta se promijenilo, a šta nije

Model	Šta je metilensko plavilo učinilo	Mjereni ishod	Rezultat
Fibroblasti L929, samo GLUT1, unos obilježene glukoze	Akutna aktivacija postojećih transportera, Vmax povećan, Km nepromijenjen, bez novog proteina GLUT1	Brzina unosa glukoze u laboratorijskoj posudi	Povećana do ~8 puta pri 50 micromolar, reverzibilna nakon ispiranja
Fibroblasti L929 uz zarobljavanje ciklodekstrinom	Boja zadržana izvan ćelija, bojenje izgubljeno	Stimulacija unosa	Blokirana istovremeno s bojenjem, što govori u prilog direktnoj interakciji s proteinom, a ne općem redoks stresu
Štakori s dijabetesom izazvanim STZ-om, 10 mg/kg/day oralno, 11 sedmica	Oksidacija NADH, viši NAD+, veća aktivnost Sirtuina 3, deacetilacija na 83 mitohondrijska mjesta, smanjena oksidacija dugolančanih masti	Srčani volumeni, ejekcijska frakcija, pokazatelj hipertrofije	Djelimično poboljšanje (volumeni, ejekcijska frakcija, ANP normaliziran; pritisci i dP/dt i dalje sniženi)
Isto dugotrajno istraživanje na štakorima	Isto doziranje	Glukoza natašte, glukoza bez gladovanja, HbA1c	Bez značajne promjene; dijabetes je ostao prisutan
Isto dugotrajno istraživanje na štakorima, izolirane mitohondrije	Dugotrajno oralno doziranje, zatim respiracija ex vivo	Oksidativna fosforilacija podržana kompleksima I i II	Poremećaj nije ispravljen
Izolirane mitohondrije zdravih srca i srca zahvaćenih dijabetesom, 0.1 micromolar akutno	Preusmjeravanje elektrona tokom respirometrije	Potrošnja kisika	Povećana uz supstrate kompleksa I i II
Isto akutno istraživanje na mitohondrijama	Isto doziranje	Oslobađanje vodikovog peroksida	Zavisi od supstrata: povećano uz glutamat/malat, smanjeno uz sukcinat
Ljudi, sistemsko doziranje	Nema objavljenog ispitivanja s glikemijskim primarnim ishodom i objavljenim rezultatima	HbA1c, glukoza natašte, inzulin	Nije pronađeno objavljeno poboljšanje

Ljudi: podaci o glikemiji kod ljudi gotovo da ne postoje

Ispitivanje može proučavati rane kod osoba s dijabetesom, a da ne proučava regulaciju glukoze, i stomatološki zahvat može navesti HbA1c kao sporedni pokazatelj, a da ne ispituje terapiju dijabetesa.

Jedno registrirano ispitivanje, NCT05850611, planira oralnu primjenu metilenskog plavila (70 mg u mlijeku, četiri sedmice) za ulkus dijabetičkog stopala, uz glukozu natašte, inzulin i HbA1c među mjerenim pokazateljima, ali nema objavljenih rezultata. Malo objavljeno pilot-istraživanje kombiniralo je gel plazme bogate trombocitima s niskom dozom oralno primijenjene boje za ulkus stopala i izvijestilo o ishodima vezanim za ranu i oksigenaciju, a ne o glikemijskim ishodima. Stomatološka ispitivanja koja su boju lokalno primjenjivala kao antimikrobno sredstvo aktivirano svjetlošću kod pacijenata s parodontitisom i dijabetesom nisu utvrdila značajnu prednost u pogledu HbA1c. Boja u parodontalnom džepu drugačiji je pristup od sistemske metaboličke terapije, pa ti nalazi bez značajnog učinka ne govore ništa ni o oralnom doziranju.

Pošten sažetak: nema objavljenih dokaza kod ljudi da sistemski primijenjeno metilensko plavilo poboljšava HbA1c, glukozu natašte ili inzulin kod dijabetesa. Odsustvo dokaza nije dokaz odsustva učinka, ali ne podržava marketing koji unos u ćelije ili nalaze na srcima štakora predstavlja kao dokaz regulacije glukoze. Za sigurnosna ograničenja prije bilo kakvog eksperimentiranja, uključujući rizik od serotoninskog sindroma uz uobičajene antidepresive, pogledajte sigurnost metilenskog plavila i interakcije s lijekovima.

Kako koristiti ove dokaze bez samozavaravanja

Zamislite tri mašine. Prva mašina je prolaz za glukozu u jednoj ćeliji uzgojenoj u kulturi. Druga mašina je mitohondrija u srcu štakora. Treća mašina je osoba s dijabetesom, s gušteračom, jetrom, mišićima, bubrezima, lijekovima i obrocima. Boja dokazano djeluje na prvu i drugu mašinu. Nije pokazano da treća mašina reagira boljom regulacijom glukoze.

Ta razlika sažima članak u jednom odlomku. Tvrdnja o primjeni metilenskog plavila u liječenju dijabetesa koja upućuje na aktivaciju transportera ili mitohondrijsku acetilaciju umjesto na glikemijski ishod skreće s teme. Nalaze o Sirtuinu 3 i oksidaciji masti i dalje vrijedi pratiti, ali eksperiment koji treba očekivati jasno je određen: kontrolirano ispitivanje kod osoba s dijabetesom koje mjeri HbA1c, glukozu natašte ili inzulin kao primarni ishod.