Метилен көгі және диабет: жасушалар мен жануарларға жүргізілген зерттеулер нені көрсетеді

Дабыраның астарындағы сұрақ

Бұл қорытынды қисынды көрінеді, бірақ ол қате түсінікке сүйенеді. Мұнда үш бөлек ұғым бір ұғымдай қарастырылады: зертханалық ыдыстағы бір жасушаға глюкозаның түсуі, жүрек митохондриясының ішіндегі зат алмасу және тұтас адам ағзасындағы глюкозаны бақылау. Әрқайсысының өз өлшемдері мен шектеулері бар. Бұл мақала оларды бір-бірінен ажыратады.

Қысқаша жауап: метилен көгі жақсы зерттелген бір жасуша желісінде глюкоза тасымалын шынымен белсендіреді және диабеті бар егеуқұйрықтарда митохондриялық химиялық үдерістер мен жүректің кейбір көрсеткіштерін өзгертеді. Алайда егеуқұйрықтарға жүргізілген ең ұзақ зерттеуде ол ашқарындағы глюкозаны да, гликирленген гемоглобинді де өзгертпеген. Адамдарға қатысты жарияланған деректердің ешқайсысы метилен көгін жүйелік қолдану диабет кезінде қандағы қантты, HbA1c немесе инсулин көрсеткіштерін жақсартатынын көрсетпейді.

Жасушалар: мембранада бұрыннан бар тасымалдаушылар арқылы глюкозаның жылдамырақ түсуі

Зерттеушілер L929 фибробласттарын қолданған. Бұл жасуша желісінде глюкозаның сіңірілуі жалғыз тасымалдаушыға — GLUT1-ге тәуелді. Тасымалдаушының бір ғана түрі болғандықтан, сіңірілудегі кез келген өзгеріс соған байланысты болуы тиіс.

Зерттеу тобы осы жасушаларға метилен көгімен әсер еткенде, таңбаланған заттың сіңірілуі 10 минут ішінде артып, дозаға тәуелді болған: 50 micromolar концентрациясында 45 минуттан кейін ол бастапқы деңгейдің шамамен 800 пайызына жеткен. Мұнда кинетикалық ерекшелік маңызды: ең жоғары жылдамдық (Vmax) артқан, ал аффинділік (Km) пен GLUT1 ақуызының мөлшері өзгермеген. Саны өзгермеген «есіктер» минутына көбірек глюкоза өткізген. Бояғыш жаңа тасымалдаушылар қоспай, мембранада бұрыннан бар тасымалдаушыларды белсендірген.

Бақылау тәжірибелері көріністі нақтылай түседі. Тотықсызданған (түссіз) түрі еш әсер етпеген. Бояғыштың жасушаға кіруіне жол бермейтін жасушадан тыс тотықтырғыш боялуды да, белсендіруді де бөгеген. AMP-киназа және PI-киназа жолдарының тежегіштері ештеңені өзгертпеген, бұл осы екі белгілі сигналдық жолдың қатысуын қолдамайды.

Алғашқы болжам тотығу-тотықсыздану цикліне қатысты болды: бояғыш электрондарды тасымалдайды, жасушада аздап күйзеліс туғызады, ал күйзеліске түскен жасушалар глюкоза қақпаларын ашады. Кейінгі зерттеу осы идеяны тексерген. Зерттеушілер метил-бета-циклодекстринді — метилен көгін қосылу кешенінде ұстап қалатын сақина тәрізді молекуланы қолданған (ассоциация тұрақтысы шамамен 310 M-1). Кешенде ұсталған бояғыш жасушаларды боямаған да, сіңірілуді белсендірмеген де; ал бояғышты шайып шығару әсердің жоғалуымен тығыз байланысты болған. Олардың қорытындысы тотығу-тотықсыздану болжамына қайшы келді: белсендіру жалпы тотығу күйзелісінен емес, бояғыштың GLUT1 белсену жолындағы қандай да бір ақуызбен тікелей әрекеттесуінен болуы ықтимал.

Бұл әсер ету қағидасының ауқымы тар. Метилен көгі жасушаға ену және ақуыз деңгейіндегі әрекеттесу арқылы L929 жасушаларында GLUT1 көмегімен глюкозаның сіңірілуін қысқа мерзімде әрі қайтымды түрде белсендіре алады. Бұл тірі жануардағы инсулин, ұйқы безі немесе қандағы қант туралы ештеңе айтпайды. Бояғыштың электрон тасымалдаушы ретіндегі рөлі туралы метилен көгі электрон тасымалдаушы ретінде қалай әрекет ететінін қараңыз. Жасушалық зерттеулерді түсіндіру қағидалары үшін метилен көгі туралы зерттеулерді қалай оқу керектігін қараңыз.

Диабеті бар егеуқұйрықтар: жүрек өзгерген, қандағы қант өзгермеген

Жануарларға жүргізілген жұмыстар басқа ұғымға — диабет кезіндегі жүрекке ауысады. Егеуқұйрықтарға жүргізілген екі зерттеуде де инсулин өндіретін бета-жасушаларды жойып, 1-типті диабетке ұқсас жағдай туғызатын стрептозотоцин токсині қолданылған. Метилен көгі мен 2-типті диабет туралы ақпарат іздейтін оқырмандар бұл сәйкессіздікті басынан ескеруі керек. Бұл жануарларда 2-типті диабет болмаған.

Ұзақ мерзімді зерттеуде Lewis тұқымының аталық егеуқұйрықтарына 11 апта бойы ауызсу арқылы тәулігіне дене салмағының әр kg-на 10 mg берілген. Сонымен қатар, глюкозаны қалыпты деңгейге түсірмей, жүдеудің алдын алу үшін инсулиннің шағын дозалары қолданылған. Жүрек митохондрияларында бояғыш NADH тотығуына көмектесіп, NAD+ деңгейін және Sirtuin 3 деацетилазасының белсенділігін арттырған. Протеомикалық талдау майлардың тотығуына, лимон қышқылы цикліне және электрон тасымалына қатысатын 34 митохондриялық ақуыздың 83 орнында ацетилденудің төмендегенін анықтаған. Ұзын тізбекті майлардың тотығуы мен гидроксиацил-КоА-дегидрогеназа белсенділігі төмендеген. Бұл диабеті бар жүректің майларға шамадан тыс тәуелділігінің азаюы ретінде түсіндірілген. Жүрек көлемдері мен қан айдау фракциясы жақсарған, гипертрофия маркері қалыпқа келген, бірақ қысымдар мен жиырылу жылдамдығы төмен күйінде қалған.

Ең маңызды нәтиже мынау: гликемия өзгермеген. Ашқарындағы және ашқарынға өлшенбеген глюкоза жоғары күйінде қалған. Ем алған да, ем алмаған да диабеті бар егеуқұйрықтарда HbA1c шамамен 5.6 пайыз болған, емнің елеулі әсері байқалмаған. Бояғыш оқшауланған митохондриялардағы I және II кешендерге байланысты тыныс алу ақауын да түзетпеген. Жүрек қызметі кейбір көрсеткіштер бойынша жақсарғанымен, глюкозаны бақылау мен негізгі тыныс алу ақауы өзгермеген. Бөлек нәтижелер бөлек күйінде қалған.

Екінші зерттеу тар ауқымда жүргізілген: сау жүректерден және диабеті екі айға созылған жүректерден оқшауланған митохондрияларға өлшеу кезінде 0.1 micromolar мөлшеріндегі бір төмен доза берілген. I кешеннің де, II кешеннің де субстраттары болғанда оттегі тұтыну артқан. Бірақ сутек асқын тотығының бөлінуі пайдаланылған отынға қарай әртүрлі болған: глутамат пен малат қосылғанда артқан, сукцинат қосылғанда төмендеген. Кальцийді ұстап қалу қабілеті өзгермеген. Бұл — митохондриялық фармакология зерттеуі, жүрек қызметін немесе глюкозаны бағалайтын сынақ емес. Оның түйіні: бояғыш барлық жағдайда бірдей әсер ететін антиоксидант емес. Тотықтырғыштардың бөлінуі арта ма, әлде азая ма — бұл митохондрияның қай субстратты пайдаланатынына байланысты. Осы тақырыпқа қатысты қосымша мәлімет үшін жүрек-қантамыр зерттеулеріндегі метилен көгі туралы материалды қараңыз.

Модельдер мен соңғы көрсеткіштер кестесі: не тексерілді, не өзгерді, не өзгермеді

Модель	Метилен көгі не істеді	Өлшенген соңғы көрсеткіш	Нәтиже
L929 фибробласттары, тек GLUT1, таңбаланған заттың сіңірілуі	Бұрыннан бар тасымалдаушылардың қысқа мерзімді белсенуі, Vmax артты, Km өзгермеді, жаңа GLUT1 ақуызы пайда болмады	Зертханалық ыдыста глюкозаның сіңірілу жылдамдығы	50 micromolar концентрациясында ~8 есеге дейін артты, шайып шығарғанда әсері қайтты
L929 фибробласттары және циклодекстриндік ұстағыш	Бояғыш жасушадан тыс ұсталып қалды, боялу жоғалды	Сіңірілуді белсендіру	Боялумен қатар бөгелді; жалпы тотығу-тотықсыздану күйзелісінен гөрі ақуызбен тікелей әрекеттесуді қолдайды
STZ арқылы диабет туғызылған егеуқұйрықтар, ауыз арқылы 10 mg/kg/day, 11 апта	NADH тотығуы, NAD+ деңгейінің жоғарылауы, Sirtuin 3 белсенділігінің артуы, митохондриялардағы 83 орынның деацетилденуі, ұзын тізбекті майлардың тотығуының төмендеуі	Жүрек көлемдері, қан айдау фракциясы, гипертрофия маркері	Ішінара жақсарды (көлемдер, қан айдау фракциясы жақсарды, ANP қалыпқа келді; қысымдар мен dP/dt төмен күйінде қалды)
Егеуқұйрықтарға жүргізілген сол ұзақ мерзімді зерттеу	Сол дозалау	Ашқарындағы глюкоза, ашқарынға өлшенбеген глюкоза, HbA1c	Елеулі өзгеріс болмады; диабет сақталды
Сол ұзақ мерзімді зерттеу, оқшауланған митохондриялар	Ұзақ мерзімді ауыз арқылы дозалау, содан кейін ex vivo тыныс алуды өлшеу	I және II кешендер қолдайтын тотығу фосфорлануы	Ақау түзетілмеді
Сау және диабеті бар жүректерден оқшауланған митохондриялар, қысқа мерзімді 0.1 micromolar әсер	Респирометрия кезінде электрондар ағынының бағытын өзгерту	Оттегі тұтыну	I және II кешендердің субстраттары болғанда артты
Митохондрияларға қысқа мерзімді әсерді зерттеген сол жұмыс	Сол дозалау	Сутек асқын тотығының бөлінуі	Субстратқа тәуелді: глутамат/малатпен артты, сукцинатпен төмендеді
Адамдар, жүйелік дозалау	Негізгі нәтижесі гликемиялық көрсеткіш болатын және нәтижелері жарияланған сынақ жоқ	HbA1c, ашқарындағы глюкоза, инсулин	Жақсаруды көрсететін жарияланған дерек табылмады

Адамдар: гликемиялық деректер өте аз

Сынақ диабеті бар адамдардағы жараларды зерттей алады, бірақ глюкозаны бақылауды зерттемеуі мүмкін. Ал стоматологиялық емшара диабетті емдеуді тексермей-ақ, HbA1c көрсеткішін қосымша өлшем ретінде хабарлай алады.

Тіркелген NCT05850611 сынағы диабеттік табан ойық жарасына метилен көгін ауыз арқылы беруді (сүтке қосылған 70 mg, төрт апта) жоспарлайды. Өлшенетін көрсеткіштер арасында ашқарындағы глюкоза, инсулин және HbA1c бар, бірақ нәтижелері жарияланбаған. Жарияланған шағын пилоттық зерттеуде табан ойық жарасына тромбоциттерге бай плазма гелі мен ауыз арқылы берілетін бояғыштың төмен дозасы бірге қолданылып, гликемиялық нәтижелер емес, жара мен оттегімен қамтамасыз етілу нәтижелері хабарланған. Пародонтиті және диабеті бар пациенттерде бояғышты жарықпен белсендірілетін микробқа қарсы зат ретінде жергілікті қолданған стоматологиялық сынақтар HbA1c бойынша елеулі артықшылық таппаған. Қызыл иек қалтасына енгізілген бояғыш жүйелік метаболизмдік емнен бөлек ұғым, сондықтан бұл нөлдік нәтижелер ауыз арқылы дозалау туралы да ештеңе айтпайды.

Адал қорытынды: адамдарға қатысты жарияланған деректердің ешқайсысы жүйелік қолданылған метилен көгі диабет кезінде HbA1c, ашқарындағы глюкоза немесе инсулин көрсеткіштерін жақсартатынын көрсетпейді. Дәлелдің жоқтығы әсердің жоқтығын дәлелдемейді. Бірақ жасушалық сіңірілу немесе егеуқұйрық жүрегіндегі нәтижелерді глюкозаны бақылаудың дәлелі ретінде ұсынатын маркетингке негіз болмайды. Кез келген тәжірибеге бармас бұрын қауіпсіздік шектеулері, соның ішінде кең қолданылатын антидепрессанттармен бірге қолданғандағы серотонин синдромының қаупі туралы метилен көгінің қауіпсіздігі мен дәрілік өзара әрекеттесулерін қараңыз.

Өзіңізді алдамай, бұл дәлелдерді қалай пайдалануға болады

Үш механизмді елестетіңіз. Біріншісі — өсірілген бір жасушадағы глюкозаға арналған есік. Екіншісі — егеуқұйрық жүрегіндегі митохондрия. Үшіншісі — ұйқы безі, бауыры, бұлшықеттері, бүйректері, дәрілері және тамақтануы бар, диабетпен өмір сүретін адам. Бояғыштың бірінші және екінші механизмдерге әсер ететіні көрсетілген. Үшінші механизмнің оған глюкозаны жақсырақ бақылау арқылы жауап беретіні көрсетілмеген.

Осы айырмашылық мақаланың мәнін бір абзацқа сыйғызады. Диабетке күтім жасауда метилен көгі туралы тұжырым гликемиялық соңғы көрсеткіштің орнына тасымалдаушының белсенуін немесе митохондриялық ацетилденуді алға тартса, ол тақырыпты ауыстырғаны. Sirtuin 3 пен майлардың тотығуына қатысты нәтижелерді әрі қарай бақылау орынды. Алайда күтілетін тәжірибе нақты болуы керек: диабеті бар адамдарда HbA1c, ашқарындағы глюкоза немесе инсулинді негізгі нәтиже ретінде өлшейтін бақыланатын сынақ.