Methylenblåt og diabetes: Forklaring af glukosetransport og dyreforskning

Spørgsmålet bag hypen

Den konklusion virker logisk, men bygger på en forkert forståelsesmodel. Den behandler tre forskellige begreber, som om de var ét: glukose, der kommer ind i en enkelt celle i en dyrkningsskål, stofskiftet inde i et mitokondrie i hjertet og blodsukkerreguleringen hos et helt menneske. Hvert af disse områder har sine egne målinger og begrænsninger. Denne artikel skiller dem ad.

Det korte svar: Methylenblåt aktiverer faktisk glukosetransport i én velundersøgt cellelinje og ændrer faktisk mitokondriernes kemi og visse mål for hjertefunktionen hos diabetiske rotter. Men i det længste rottestudie ændrede det hverken fasteglukose eller glykeret hæmoglobin, og ingen offentliggjort evidens fra mennesker viser, at systemisk methylenblåt forbedrer blodsukker, HbA1c eller insulin ved diabetes.

Celler: hurtigere glukoseoptagelse gennem transportører, der allerede findes i membranen

Forskerne brugte L929-fibroblaster, en cellelinje, hvis glukoseoptagelse afhænger af én enkelt transportør, GLUT1. Når kun én transportør er til stede, må enhver ændring i optagelsen komme fra denne transportør.

Da forskerholdet udsatte disse celler for methylenblåt, steg optagelsen af sporstof inden for 10 minutter og på en dosisafhængig måde. Den nåede omtrent 800 procent af udgangsniveauet ved 50 micromolar i 45 minutter. Den kinetiske detalje er vigtig: Den maksimale hastighed (Vmax) steg, mens affiniteten (Km) og mængden af GLUT1-protein forblev uændrede. Det samme antal døre lod mere glukose komme igennem pr. minut. Farvestoffet aktiverede transportører, der allerede fandtes i membranen, i stedet for at tilføre nye.

Kontrolforsøgene gør billedet skarpere. Den reducerede, farveløse form havde ingen effekt. Et ekstracellulært oxidationsmiddel, der forhindrede farvestoffet i at komme ind, blokerede både farvningen og stimuleringen. Hæmmere af AMP-kinase- og PI-kinase-signalvejene ændrede intet, hvilket taler imod, at disse to velkendte signalveje var involveret.

Den første hypotese var redoxcykling: Farvestoffet transporterer elektroner, udsætter cellen for mild stress, og stressede celler åbner deres glukoseporte. Et opfølgende studie testede denne idé. Forskerne brugte methyl-beta-cyclodextrin, et ringformet molekyle, der indkapsler methylenblåt i et inklusionskompleks (associationskonstant tæt på 310 M-1). Det indkapslede farvestof hverken farvede cellerne eller stimulerede optagelsen, og fjernelse af farvestoffet ved udvaskning fulgte tæt tabet af effekten. Deres konklusion gik imod redoxforklaringen: Aktiveringen skyldes sandsynligvis en direkte interaktion mellem farvestoffet og et protein i GLUT1-aktiveringsvejen, ikke generel oxidativ stress.

Virkningsprincippet er snævert. Methylenblåt kan akut og reversibelt aktivere GLUT1-medieret optagelse i L929-celler ved at trænge ind i cellen og interagere på proteinniveau. Det siger intet om insulin, bugspytkirtlen eller blodsukkeret i et levende dyr. For baggrund om farvestoffet som elektronbærer, se hvordan methylenblåt virker som elektronbærer. For retningslinjer til læsning af cellestudier, se hvordan man læser forskning i methylenblåt.

Diabetiske rotter: ændrede hjerter, uændret blodsukker

Dyreforsøgene bevæger sig over til et andet begreb: det diabetiske hjerte. Begge rottestudier brugte streptozotocin, et giftstof, der ødelægger insulinproducerende betaceller og skaber en tilstand, der ligner type 1-diabetes. Læsere, der søger efter methylenblåt og type 2-diabetes, bør bemærke denne forskel fra starten. Disse dyr har ikke type 2-diabetes.

I langtidsstudiet fik Lewis-hanrotter 10 mg pr. kg pr. dag i drikkevandet i 11 uger sammen med små insulindoser for at forhindre afmagring uden at normalisere glukoseniveauet. I hjertets mitokondrier hjalp farvestoffet med at oxidere NADH, øgede NAD+ og øgede Sirtuin 3-deacetylaseaktiviteten. Proteomiske analyser fandt lavere acetylering på 83 steder på 34 mitokondrieproteiner inden for fedtoxidation, citronsyrecyklussen og elektrontransport. Oxidationen af langkædede fedtsyrer og hydroxyacyl-CoA-dehydrogenaseaktiviteten faldt, hvilket blev tolket som en lettelse af det diabetiske hjertes fastlåste, overdrevne afhængighed af fedt. Hjertevolumener og uddrivningsfraktion blev forbedret, og en hypertrofimarkør blev normaliseret, selv om tryk og kontraktionshastighed fortsat var nedsat.

Her er det vigtigste resultat: Glykæmien ændrede sig ikke. Glukoseniveauet forblev højt både fastende og ikke-fastende, og HbA1c forblev tæt på 5.6 procent hos både behandlede og ubehandlede diabetiske rotter, uden nogen signifikant behandlingseffekt. Farvestoffet rettede heller ikke op på respirationsdefekten i kompleks I og II i isolerede mitokondrier. Hjertefunktionen blev forbedret på nogle mål, mens blodsukkerreguleringen og den grundlæggende respirationsdefekt ikke blev det. Forskellige udfald forblev forskellige.

Det andet studie arbejdede på en mindre skala: mitokondrier isoleret fra raske hjerter og fra hjerter efter to måneders diabetes, som fik én lav dosis på 0.1 micromolar under målingen. Iltforbruget steg med substrater til både kompleks I og II. Men frigivelsen af hydrogenperoxid varierede med brændstoffet: Den steg med glutamat plus malat og faldt med succinat. Calciumretentionen ændrede sig ikke. Dette er mitokondriel farmakologi, ikke et forsøg med hjertefunktion eller glukose. Læren er, at farvestoffet ikke er en antioxidant med ensartet virkning. Om frigivelsen af oxidanter stiger eller falder, afhænger af, hvilket substrat mitokondriet forbrænder. For relateret dækning, se methylenblåt i hjerte-kar-forskning.

Tabel over modeller og endepunkter: hvad blev testet, hvad ændrede sig, og hvad gjorde ikke

Mennesker: evidensen om blodsukker er næsten fraværende

Et forsøg kan undersøge sår hos mennesker med diabetes uden at undersøge blodsukkerregulering, og en tandbehandling kan rapportere HbA1c som en sekundær måling uden at teste en diabetesbehandling.

Et registreret forsøg, NCT05850611, planlægger oral methylenblåt (70 mg i mælk, fire uger) ved diabetiske fodsår med fasteglukose, insulin og HbA1c blandt målingerne, men har ikke offentliggjort resultater. Et lille offentliggjort pilotstudie kombinerede gel af blodpladerigt plasma med en lav oral dosis af farvestoffet ved fodsår og rapporterede resultater om sår og iltning, ikke om glykæmi. Tandlægefaglige forsøg, der anvendte farvestoffet lokalt som et lysaktiveret antimikrobielt middel hos patienter med parodontitis og diabetes, fandt ingen signifikant fordel for HbA1c. Et farvestof i en tandkødslomme er noget andet end systemisk metabolisk behandling, så disse nulresultater siger heller ikke noget om oral dosering.

Den ærlige opsummering: Ingen offentliggjort evidens fra mennesker viser, at systemisk methylenblåt forbedrer HbA1c, fasteglukose eller insulin ved diabetes. Fravær af evidens er ikke bevis for manglende effekt, men det afviser markedsføring, der fremstiller celleoptagelse eller fund fra rottehjerter som bevis for blodsukkerregulering. For sikkerhedsmæssige begrænsninger, før nogen eksperimenterer, herunder risikoen for serotoninsyndrom med almindelige antidepressiva, se methylenblåts sikkerhed og lægemiddelinteraktioner.

Sådan bruger du denne evidens uden at narre dig selv

Forestil dig tre maskiner. Maskine ét er en glukosedør i én dyrket celle. Maskine to er et mitokondrie i et rottehjerte. Maskine tre er et menneske med diabetes, med bugspytkirtel, lever, muskler, nyrer, medicin og måltider. Farvestoffet påvirker påviseligt maskine ét og to. Det er ikke vist, at maskine tre reagerer med bedre blodsukkerregulering.

Denne skelnen er hele artiklen i ét afsnit. En påstand om methylenblåt i diabetesbehandling, der henviser til transportøraktivering eller mitokondriel acetylering i stedet for et glykæmisk endepunkt, har skiftet emne. Fundene om Sirtuin 3 og fedtoxidation er fortsat værd at følge, men det forsøg, man bør holde øje med, er specifikt: et kontrolleret forsøg hos mennesker med diabetes, der måler HbA1c, fasteglukose eller insulin som et primært endepunkt.