Artikkeli
Metyleenisininen ja diabetes: glukoosin kuljetus ja eläintutkimukset selitettyinä
Hypetyksen taustalla oleva kysymys
Tämä johtopäätös tuntuu loogiselta, mutta se perustuu väärään ajatusmalliin. Siinä käsitellään kolmea eri asiaa kuin ne olisivat yksi ja sama: glukoosin pääsyä yksittäiseen soluun viljelymaljalla, aineenvaihduntaa sydämen mitokondrion sisällä ja kokonaisen ihmisen glukoositasapainoa. Kullakin on omat mittarinsa ja rajoituksensa. Tämä artikkeli erottaa ne toisistaan.
Lyhyt vastaus: metyleenisininen aktivoi glukoosin kuljetusta yhdessä hyvin tutkitussa solulinjassa ja muuttaa mitokondrioiden kemiaa sekä joitakin sydämen toiminnan mittareita diabeettisilla rotilla. Pisimmässä rottatutkimuksessa se ei kuitenkaan muuttanut paastoglukoosia tai glykoitunutta hemoglobiinia, eikä julkaistu ihmisnäyttö osoita, että systeemisesti annettu metyleenisininen parantaisi verensokeria, HbA1c-arvoa tai insuliiniarvoja diabeteksessa.
Solut: glukoosi pääsee nopeammin sisään kalvossa jo olevien kuljettajien kautta
Tutkijat käyttivät L929-fibroblasteja, joiden glukoosin otto riippuu yhdestä kuljettajasta, GLUT1:stä. Kun käytössä on vain yksi kuljettaja, glukoosin oton muutoksen on johduttava siitä.
Kun tutkijaryhmä altisti nämä solut metyleenisiniselle, merkkiaineen otto lisääntyi 10 minuutin kuluessa annosriippuvaisesti ja saavutti noin 800 prosenttia lähtötasosta 50 mikromolaarisessa pitoisuudessa 45 minuutin altistuksen aikana. Kinetiikan yksityiskohta on tärkeä: enimmäisnopeus (Vmax) kasvoi, mutta affiniteetti (Km) ja GLUT1-proteiinin määrä pysyivät ennallaan. Sama määrä ovia päästi läpi enemmän glukoosia minuutissa. Väriaine aktivoi kalvossa jo olevia kuljettajia sen sijaan, että olisi lisännyt uusia.
Kontrollikokeet tarkentavat kuvaa. Pelkistynyt (väritön) muoto ei vaikuttanut. Solunulkoinen hapetin, joka esti väriaineen pääsyn soluun, esti sekä värjäytymisen että stimulaation. AMP-kinaasi- ja PI-kinaasireittien estäjät eivät muuttaneet mitään, mikä puhuu näitä kahta tuttua signalointireittiä vastaan.
Ensimmäinen oletus oli redox-kierto: väriaine siirtää elektroneja, aiheuttaa solulle lievää stressiä, ja stressaantuneet solut avaavat glukoosiportteja. Jatkotutkimuksessa tätä ajatusta testattiin. Tutkijat käyttivät metyyli-beeta-syklodekstriiniä, rengasmaista molekyyliä, joka sitoo metyleenisinisen inkluusiokompleksiin (assosiaatiovakio noin 310 M-1). Kompleksiin sitoutunut väriaine ei värjännyt soluja eikä stimuloinut glukoosin ottoa, ja väriaineen huuhtoutuminen pois vastasi läheisesti vaikutuksen häviämistä. Tutkijoiden johtopäätös oli redox-selityksen vastainen: aktivaatio johtuu todennäköisesti väriaineen suorasta vuorovaikutuksesta jonkin GLUT1:n aktivaatioreitin proteiinin kanssa, ei yleisestä oksidatiivisesta stressistä.
Toimintaperiaate on rajattu. Metyleenisininen voi aktivoida GLUT1-välitteistä glukoosin ottoa L929-soluissa akuutisti ja palautuvasti pääsemällä soluun ja vaikuttamalla proteiinitasolla. Tämä ei kerro mitään insuliinista, haimasta tai elävän eläimen verensokerista. Väriaineen toimintaa elektroninkuljettajana käsittelee artikkeli miten metyleenisininen toimii elektroninkuljettajana. Solututkimusten tulkinnan periaatteita käsittelee artikkeli miten metyleenisinistä koskevaa tutkimusta luetaan.
Diabeettiset rotat: sydämet muuttuivat, verensokeri ei
Eläintutkimuksissa siirrytään toiseen asiaan: diabeettiseen sydämeen. Molemmissa rottatutkimuksissa käytettiin streptotsotosiinia, toksiinia, joka tuhoaa insuliinia tuottavia beetasoluja ja aiheuttaa tyypin 1 diabeteksen kaltaisen tilan. Metyleenisinisestä ja tyypin 2 diabeteksesta tietoa etsivien on hyvä huomata tämä ero heti alussa. Nämä eivät ole tyypin 2 diabeteksen eläinmalleja.
Pitkäaikaistutkimuksessa Lewis-urosrotat saivat 10 mg jokaista kg:aa kohti päivässä juomavedessä 11 viikon ajan. Lisäksi niille annettiin pieniä insuliiniannoksia kuihtumisen estämiseksi ilman glukoositasojen normalisoimista. Sydämen mitokondrioissa väriaine edisti NADH:n hapettumista, lisäsi NAD+:n määrää ja kasvatti Sirtuin 3:n deasetylaasiaktiivisuutta. Proteomiikassa havaittiin vähäisempää asetylaatiota 34 mitokondrioproteiinin 83 kohdassa rasvojen hapetuksen, sitruunahappokierron ja elektroninsiirron eri vaiheissa. Pitkäketjuisten rasvojen hapetus ja hydroksiasyyli-CoA-dehydrogenaasin aktiivisuus vähenivät. Tämän tulkittiin lievittävän diabeettisen sydämen jäykkää, liiallista riippuvuutta rasvoista. Tilavuudet ja ejektiofraktio paranivat ja hypertrofian merkkiaine normalisoitui, mutta paineet ja supistumisnopeus pysyivät alentuneina.
Tärkein tulos oli tämä: veren glukoositaso ei muuttunut. Sekä paastoglukoosi että ilman paastoa mitattu glukoosi pysyivät korkeina. HbA1c pysyi noin 5.6 prosentissa sekä hoidetuilla että hoitamattomilla diabeettisilla rotilla, eikä hoidolla ollut merkitsevää vaikutusta. Väriaine ei myöskään korjannut kompleksien I ja II hengitystoiminnan häiriötä eristetyissä mitokondrioissa. Sydämen toiminta parani joillakin mittareilla, mutta glukoositasapaino ja keskeinen hengitystoiminnan häiriö eivät. Eri tulokset pysyivät erillisinä.
Toisessa tutkimuksessa tarkastelutaso oli pienempi: terveistä sydämistä ja kaksi kuukautta diabeettisina olleista sydämistä eristetyt mitokondriot saivat mittauksen aikana yhden pienen, 0.1 mikromolaarisen annoksen. Hapenkulutus lisääntyi sekä kompleksin I että kompleksin II substraateilla. Vetyperoksidin vapautuminen kuitenkin vaihteli polttoaineen mukaan: se lisääntyi glutamaatin ja malaatin yhdistelmällä ja väheni sukkinaatilla. Kalsiumin pidätyskyky ei muuttunut. Kyse on mitokondrioiden farmakologiasta, ei sydämen toimintaa tai glukoosia koskevasta kokeesta. Tutkimuksen opetus on, ettei väriaine ole vaikutukseltaan yhdenmukainen antioksidantti. Hapettimien vapautumisen lisääntyminen tai väheneminen riippuu siitä, mitä substraattia mitokondrio käyttää. Aiheeseen liittyvää tietoa löytyy metyleenisinistä sydän- ja verisuonitutkimuksessa käsittelevästä artikkelista.
Mallit ja päätetapahtumat taulukossa: mitä testattiin, mikä muuttui ja mikä ei
| Malli | Mitä metyleenisininen teki | Mitattu päätetapahtuma | Tulos |
|---|---|---|---|
| L929-fibroblastit, vain GLUT1, merkkiaineen otto | Olemassa olevien kuljettajien akuutti aktivaatio, Vmax kasvoi, Km ennallaan, ei uutta GLUT1-proteiinia | Glukoosin ottonopeus viljelymaljalla | Kasvoi jopa ~8-kertaiseksi 50 mikromolaarisessa pitoisuudessa, palautui huuhtelun jälkeen |
| L929-fibroblastit ja syklodekstriiniin sitominen | Väriaine sidottiin solujen ulkopuolelle, värjäytyminen hävisi | Glukoosin oton stimulaatio | Estyi yhdessä värjäytymisen kanssa; tukee suoraa proteiinivuorovaikutusta yleisen redox-stressin sijaan |
| STZ-diabeettiset rotat, 10 mg/kg/day suun kautta, 11 viikkoa | NADH:n hapettuminen, enemmän NAD+:aa, suurempi Sirtuin 3:n aktiivisuus, deasetylaatio 83 mitokondriaalisessa kohdassa, pitkäketjuisten rasvojen hapetus väheni | Sydämen tilavuudet, ejektiofraktio, hypertrofian merkkiaine | Osittaista paranemista (tilavuudet ja ejektiofraktio paranivat, ANP normalisoitui; paineet ja dP/dt yhä alentuneita) |
| Sama pitkäaikainen rottatutkimus | Sama annostelu | Paastoglukoosi, ilman paastoa mitattu glukoosi, HbA1c | Ei merkitsevää muutosta; diabetes säilyi |
| Sama pitkäaikainen rottatutkimus, eristetyt mitokondriot | Pitkäaikainen annostelu suun kautta, sitten hengitystoiminnan mittaus ex vivo | Kompleksien I ja II tukema oksidatiivinen fosforylaatio | Häiriö ei korjaantunut |
| Eristetyt terveiden ja diabeettisten sydänten mitokondriot, akuutisti 0.1 mikromolaaria | Elektronien ohjautuminen uudelle reitille respiometrian aikana | Hapenkulutus | Lisääntyi kompleksien I ja II substraateilla |
| Sama akuutti mitokondriotutkimus | Sama annostelu | Vetyperoksidin vapautuminen | Substraattiriippuvainen: lisääntyi glutamaatilla/malaatilla, väheni sukkinaatilla |
| Ihmiset, systeeminen annostelu | Ei julkaistua tutkimusta, jonka ensisijainen päätetapahtuma koskisi glukoositasapainoa ja jonka tulokset olisivat saatavilla | HbA1c, paastoglukoosi, insuliini | Julkaistua näyttöä paranemisesta ei löytynyt |
Ihmiset: näyttö glukoositasapainosta on lähes olematonta
Tutkimus voi käsitellä diabetesta sairastavien haavoja tutkimatta glukoositasapainoa, ja hammashoidon yhteydessä voidaan raportoida HbA1c toissijaisena mittarina testaamatta diabeteksen hoitoa.
Yhdessä rekisteröidyssä tutkimuksessa, NCT05850611, suunnitellaan suun kautta annettavaa metyleenisinistä (70 mg maidossa, neljä viikkoa) diabeettisen jalkahaavan hoitoon. Mittareihin kuuluvat paastoglukoosi, insuliini ja HbA1c, mutta tuloksia ei ole julkaistu. Pienessä julkaistussa pilottitutkimuksessa yhdistettiin verihiutalerikas plasmageeli ja pieni annos suun kautta otettavaa väriainetta jalkahaavan hoidossa. Siinä raportoitiin haavaan ja hapettumiseen liittyviä tuloksia, ei glukoositasapainon tuloksia. Hammashoidon tutkimuksissa, joissa väriainetta käytettiin paikallisesti valolla aktivoitavana mikrobilääkkeenä parodontiittia ja diabetesta sairastavilla potilailla, ei havaittu merkitsevää hyötyä HbA1c-arvolle. Ientaskuun laitettava väriaine on eri asia kuin systeeminen aineenvaihduntaan kohdistuva hoito, joten nämä nollatulokset eivät myöskään kerro mitään suun kautta annostelusta.
Rehellinen yhteenveto: julkaistu ihmisnäyttö ei osoita, että systeemisesti annettu metyleenisininen parantaisi HbA1c-arvoa, paastoglukoosia tai insuliiniarvoja diabeteksessa. Näytön puuttuminen ei todista vaikutuksen puuttumista, mutta se ei tue markkinointia, jossa solujen glukoosin otto tai rottien sydänlöydökset esitetään todisteena glukoositasapainon paranemisesta. Ennen minkäänlaisia kokeiluja turvallisuusrajoja, kuten serotoniinioireyhtymän riskiä yleisten masennuslääkkeiden kanssa, käsittelee artikkeli metyleenisinisen turvallisuus ja lääkeyhteisvaikutukset.
Miten käyttää tätä näyttöä huijaamatta itseään
Ajattele kolmea konetta. Ensimmäinen kone on glukoosiportti yhdessä viljellyssä solussa. Toinen kone on rotan sydämen mitokondrio. Kolmas kone on diabetesta sairastava ihminen, jolla on haima, maksa, lihakset, munuaiset, lääkkeet ja ateriat. Väriaine vaikuttaa osoitetusti ensimmäiseen ja toiseen koneeseen. Kolmannen koneen ei ole osoitettu reagoivan paremmalla glukoositasapainolla.
Tämä ero tiivistää artikkelin yhteen kappaleeseen. Metyleenisinisen käyttöä diabeteksen hoidossa koskeva väite, joka viittaa kuljettajien aktivaatioon tai mitokondrioiden asetylaatioon glukoositasapainoa koskevan päätetapahtuman sijaan, on vaihtanut puheenaihetta. Sirtuin 3:a ja rasvojen hapetusta koskevat löydökset ovat edelleen seuraamisen arvoisia, mutta odotettava tutkimus on tarkasti määritelty: kontrolloitu koe diabetesta sairastavilla ihmisillä, jossa HbA1c, paastoglukoosi tai insuliini on ensisijainen päätetapahtuma.