Макала
Метилен көгү жана диабет: глюкозанын ташылышы жана жаныбарлардагы изилдөөлөрдүн түшүндүрмөсү
Ашыкча кызыгуунун артындагы суроо
Бул тыянак логикалуу сезилет, бирок ал туура эмес түшүнүккө таянат. Анда үч башка көрүнүш бир эле нерсе катары каралат: лабораториялык идиштеги бир клеткага глюкозанын кириши, жүрөктүн митохондриясындагы зат алмашуу жана бүтүндөй адамдын организминдеги глюкозаны көзөмөлдөө. Ар биринин өз өлчөө көрсөткүчтөрү жана чектөөлөрү бар. Бул макала аларды ажыратып карайт.
Кыска жооп мындай: метилен көгү жакшы изилденген бир клеткалык линияда глюкозанын ташылышын чындап активдештирет, ошондой эле диабети бар келемиштердин митохондриялык химиясын жана жүрөктүн айрым көрсөткүчтөрүн өзгөртөт. Бирок келемиштердеги эң узак изилдөөдө ал ачкарындагы глюкозаны же гликацияланган гемоглобинди өзгөрткөн эмес. Метилен көгүн системалык колдонуу диабети бар адамдардын канындагы кантты, HbA1c же инсулин көрсөткүчтөрүн жакшыртарын көрсөткөн жарыяланган далилдер жок.
Клеткалар: мембранада мурунтан бар ташуучулар аркылуу глюкозанын тезирээк кириши
Изилдөөчүлөр L929 фибробласттарын колдонушкан. Бул клеткалык линиянын глюкозаны сиңирүүсү бир гана ташуучуга — GLUT1ге көз каранды. Бир гана ташуучу бар болгондуктан, сиңирүүдөгү ар кандай өзгөрүү ошол ташуучудан келип чыгышы керек.
Топ бул клеткаларга метилен көгүн таасир эттиргенде, белгиленген заттын сиңирилиши 10 мүнөттүн ичинде көбөйүп, дозага жараша өзгөргөн. 50 micromolar концентрацияда 45 мүнөттөн кийин ал баштапкы деңгээлдин болжол менен 800 пайызына жеткен. Кинетикалык жагдай маанилүү: эң жогорку ылдамдык (Vmax) өскөн, ал эми жакындык (Km) жана GLUT1 белогунун көлөмү өзгөргөн эмес. Ошол эле сандагы эшиктер мүнөтүнө көбүрөөк глюкозаны өткөргөн. Боёк жаңы ташуучуларды кошпостон, мембранада мурунтан бар ташуучуларды активдештирген.
Контролдук тажрыйбалар көрүнүштү тактайт. Боёктун калыбына келген, түссүз формасы эч кандай таасир берген эмес. Боёктун клеткага киришине жол бербеген клетка сыртындагы кычкылдандыргыч боёлушту да, активдешүүнү да бөгөттөгөн. AMP-киназа жана PI-киназа жолдорунун бөгөттөгүчтөрү эч нерсени өзгөрткөн эмес. Бул ошол эки белгилүү сигнал берүү жолунун катышуусуна каршы жүйө болот.
Алгачкы божомол кычкылдануу-калыбына келүү цикли болгон: боёк электрондорду ташып, клеткага жеңил стресс жаратат, ал эми стресске кабылган клеткалар глюкоза кирүүчү эшиктерди ачат. Кийинки изилдөө ушул ойду текшерген. Изилдөөчүлөр метил-бета-циклодекстринди — метилен көгүн камтылма комплексте кармап калуучу шакек сымал молекуланы колдонушкан; анын ассоциация константасы болжол менен 310 M-1 болгон. Кармалып калган боёк клеткаларды боёгон да эмес, сиңирүүнү активдештирген да эмес. Боёкту жууп чыгаруу менен таасирдин жоголушу бири-бирине тыгыз байланышкан. Алардын тыянагы кычкылдануу-калыбына келүү жөнүндөгү божомолго каршы келген: активдешүү жалпы кычкылдануу стрессинен эмес, боёктун GLUT1ди активдештирүү жолундагы кандайдыр бир белок менен түз өз ара аракеттенүүсүнөн келип чыгышы ыктымал.
Таасир этүү принциби тар чөйрө менен чектелет. Метилен көгү клеткага кирип, белок деңгээлинде өз ара аракеттенүү аркылуу L929 клеткаларындагы GLUT1 менен глюкозанын сиңирилишин тез жана кайтарымдуу түрдө активдештире алат. Бул тирүү жаныбардагы инсулин, уйку бези же кандагы кант жөнүндө эч нерсе билдирбейт. Боёктун электрон ташуучу катары ролун түшүнүү үчүн метилен көгү электрон ташуучу катары кандай иштээрин караңыз. Клеткалык изилдөөлөрдү чечмелөө эрежелери үчүн метилен көгү боюнча изилдөөлөрдү кантип окуу керектигин караңыз.
Диабети бар келемиштер: жүрөк өзгөргөн, кандагы кант өзгөргөн эмес
Жаныбарлардагы иштер башка түшүнүккө — диабетке кабылган жүрөккө өтөт. Келемиштердеги эки изилдөөдө тең инсулин өндүрүүчү бета-клеткаларды жок кылып, 1-типтеги диабетке окшош абалды жаратуучу стрептозотоцин уулуу заты колдонулган. Метилен көгү менен 2-типтеги диабеттин байланышын издеп жаткан окурмандар бул дал келбестикти башынан эле эске алышы керек. Бул жаныбарларда 2-типтеги диабет болгон эмес.
Узак мөөнөттүү изилдөөдө эркек Lewis келемиштерине 11 жума бою ичүүчү суу менен күнүнө ар бир kg дене салмагына 10 mg берилген. Организмдин арыктап, алсырашын алдын алуу үчүн глюкозаны нормалдаштырбаган чакан инсулин дозалары да берилген. Жүрөктүн митохондрияларында боёк NADHтин кычкылданышына көмөктөшүп, NAD+ деңгээлин жана Sirtuin 3 деацетилазасынын активдүүлүгүн жогорулаткан. Протеомикалык талдоо майлардын кычкылданышына, лимон кислотасынын циклине жана электрон ташууга катышкан 34 митохондриялык белоктун 83 жеринде ацетилденүү азайганын аныктаган. Узун чынжырлуу майлардын кычкылданышы жана гидроксиацил-CoA дегидрогеназасынын активдүүлүгү төмөндөгөн. Бул диабетке кабылган жүрөктүн майларга өтө көз каранды болуп калышынын жеңилдеши катары чечмеленген. Жүрөктүн көлөмдүк көрсөткүчтөрү жана чыгаруу фракциясы жакшырган, гипертрофия маркери нормалдашкан. Бирок басымдар жана жыйрылуу ылдамдыгы төмөн бойдон калган.
Эң маанилүү жыйынтык мындай: гликемия өзгөргөн эмес. Ачкарындагы да, ачкарын эмес учурдагы да глюкоза жогору бойдон калган. Дарылоо алган жана албаган диабети бар келемиштердин экөөндө тең HbA1c болжол менен 5.6 пайыз деңгээлинде болуп, дарылоонун олуттуу таасири байкалган эмес. Боёк бөлүп алынган митохондриялардагы I жана II комплекстерге байланышкан дем алуу кемчилигин да оңдогон эмес. Жүрөктүн иштеши айрым көрсөткүчтөр боюнча жакшырган, бирок глюкозаны көзөмөлдөө жана негизги дем алуу кемчилиги жакшырган эмес. Өзүнчө натыйжалар өзүнчө бойдон калган.
Экинчи изилдөө кичирээк деңгээлде жүргүзүлгөн: дени сак жүрөктөрдөн жана эки айдан бери диабетке кабылган жүрөктөрдөн бөлүп алынган митохондрияларга өлчөө учурунда 0.1 micromolar өлчөмүндөгү бир жолку төмөн доза берилген. Кычкылтектин керектелиши I комплекстин да, II комплекстин да субстраттары менен өскөн. Бирок суутек пероксидинин бөлүнүшү колдонулган отунга жараша айырмаланган: глутамат менен малат болгондо көбөйгөн, сукцинат болгондо азайган. Кальцийди кармап калуу жөндөмү өзгөргөн эмес. Бул жүрөктүн иштешин же глюкозаны изилдеген сыноо эмес, митохондриялык фармакология боюнча иш. Андан алынган сабак — боёк бардык шартта бирдей антиоксидант эмес. Кычкылдандыргычтын бөлүнүшү көбөйөбү же азаябы, бул митохондрия кайсы субстратты колдоноруна көз каранды. Тектеш маалымат үчүн жүрөк-кан тамыр изилдөөлөрүндөгү метилен көгү тууралуу материалды караңыз.
Моделдер жана акыркы көрсөткүчтөр таблицасы: эмне текшерилген, эмне өзгөргөн, эмне өзгөргөн эмес
| Модель | Метилен көгү эмне кылган | Өлчөнгөн акыркы көрсөткүч | Натыйжа |
|---|---|---|---|
| L929 фибробласттары, GLUT1 гана, белгиленген заттын сиңирилиши | Мурунтан бар ташуучулар тез активдешкен, Vmax өскөн, Km өзгөргөн эмес, жаңы GLUT1 белогу пайда болгон эмес | Лабораториялык идиштеги глюкозаны сиңирүү ылдамдыгы | 50 micromolar концентрацияда ~8 эсеге чейин өскөн, жууп чыгарганда таасир кайтарылган |
| L929 фибробласттары жана циклодекстриндик кармагыч | Боёк клеткалардын сыртында кармалып, боёлуш жоголгон | Сиңирүүнүн активдешүүсү | Боёлуш менен катар бөгөттөлгөн; жалпы кычкылдануу-калыбына келүү стрессине караганда белок менен түз өз ара аракеттенүүнү колдойт |
| STZ менен диабет жаратылган келемиштер, ооз аркылуу 10 mg/kg/day, 11 жума | NADH кычкылданган, NAD+ жана Sirtuin 3 активдүүлүгү жогорулаган, митохондриялардагы 83 жер деацетилденген, узун чынжырлуу майлардын кычкылданышы азайган | Жүрөктүн көлөмдүк көрсөткүчтөрү, чыгаруу фракциясы, гипертрофия маркери | Жарым-жартылай жакшырган (көлөмдүк көрсөткүчтөр, чыгаруу фракциясы, ANP нормалдашкан; басымдар жана dP/dt төмөн бойдон калган) |
| Келемиштердеги ошол эле узак мөөнөттүү изилдөө | Ошол эле дозалоо | Ачкарындагы глюкоза, ачкарын эмес учурдагы глюкоза, HbA1c | Олуттуу өзгөрүү болгон эмес; диабет сакталып калган |
| Келемиштердеги ошол эле узак мөөнөттүү изилдөө, бөлүп алынган митохондриялар | Узак мөөнөттүү ооз аркылуу дозалоодон кийин организмден тышкаркы дем алуу өлчөнгөн | I жана II комплекстер камсыз кылган кычкылдануучу фосфорлануу | Кемчилик оңдолгон эмес |
| Дени сак жана диабетке кабылган жүрөктөрдөн бөлүп алынган митохондриялар, бир жолку 0.1 micromolar | Респирометрия учурунда электрондордун багыты өзгөртүлгөн | Кычкылтектин керектелиши | I жана II комплекстердин субстраттары менен көбөйгөн |
| Митохондриялардагы ошол эле бир жолку таасир изилдөөсү | Ошол эле дозалоо | Суутек пероксидинин бөлүнүшү | Субстратка көз каранды: глутамат/малат менен көбөйгөн, сукцинат менен азайган |
| Адамдар, системалык дозалоо | Гликемия негизги акыркы көрсөткүч болгон жана жыйынтыктары жарыяланган сыноо жок | HbA1c, ачкарындагы глюкоза, инсулин | Жакшырууну көрсөткөн жарыяланган маалымат табылган эмес |
Адамдар: гликемия боюнча маалымат дээрлик жок
Сыноо диабети бар адамдардын жарааттарын изилдеп, ошол эле учурда глюкозаны көзөмөлдөөнү изилдебеши мүмкүн. Ошондой эле стоматологиялык процедура HbA1c көрсөткүчүн кошумча өлчөө катары билдирип, диабетти дарылоону текшербеши мүмкүн.
Катталган NCT05850611 сыноосу диабеттик бут жарасына ооз аркылуу метилен көгүн берүүнү пландаштырат: сүт менен 70 mg, төрт жума. Өлчөнүүчү көрсөткүчтөрдүн арасында ачкарындагы глюкоза, инсулин жана HbA1c бар, бирок жыйынтыктар жарыяланган эмес. Жарыяланган чакан пилоттук изилдөөдө бут жарасы үчүн тромбоциттерге бай плазма гели менен ооз аркылуу берилген төмөн дозалуу боёк айкалыштырылган. Анда гликемия эмес, жараат жана кычкылтек менен камсыз болуу боюнча натыйжалар билдирилген. Пародонтит жана диабети бар бейтаптарда боёкту жарык менен активдештирилүүчү микробго каршы каражат катары жергиликтүү колдонгон стоматологиялык сыноолор HbA1c боюнча олуттуу артыкчылык тапкан эмес. Тиш этинин чөнтөгүнө колдонулган боёк системалык зат алмашуу терапиясынан башка түшүнүк. Ошондуктан ал натыйжасыз жыйынтыктар ооз аркылуу дозалоо жөнүндө да эч нерсе билдирбейт.
Чынчыл жыйынтык мындай: метилен көгүн системалык колдонуу диабетте HbA1c, ачкарындагы глюкоза же инсулин көрсөткүчтөрүн жакшыртарын көрсөткөн жарыяланган адамдык далилдер жок. Далилдин жоктугу таасир таптакыр жок экенин далилдебейт. Бирок клеткалардын глюкозаны сиңирүүсүн же келемиштердин жүрөгүндөгү табылгаларды глюкозаны көзөмөлдөөнүн далили катары көрсөткөн маркетингди четке кагат. Кимдир бирөө тажрыйба жүргүзүүгө аракет кылуудан мурун коопсуздук чектерин, анын ичинде кеңири колдонулган антидепрессанттар менен серотонин синдромунун коркунучун билүү үчүн метилен көгүнүн коопсуздугу жана дары-дармектер менен өз ара аракеттенүүсү тууралуу материалды караңыз.
Өзүңүздү жаңылтпастан бул далилдерди кантип колдонуу керек
Үч механизмди элестетиңиз. Биринчи механизм — өстүрүлгөн бир клеткадагы глюкоза эшиги. Экинчи механизм — келемиштин жүрөгүндөгү митохондрия. Үчүнчү механизм — уйку бези, боору, булчуңдары, бөйрөктөрү, дары-дармектери жана тамактануусу бар диабеттүү адам. Боёктун биринчи жана экинчи механизмдерге таасир этери көрсөтүлгөн. Үчүнчү механизмде глюкозаны көзөмөлдөө жакшырары көрсөтүлгөн эмес.
Бул айырма — макаланын бир абзацка батырылган маңызы. Диабетке кам көрүүдө метилен көгү тууралуу доомат гликемиялык акыркы көрсөткүчтүн ордуна ташуучунун активдешүүсүнө же митохондриялык ацетилденүүгө шилтеме берсе, анда сөз башка темага бурулган болот. Sirtuin 3 жана майлардын кычкылданышы боюнча табылгаларга байкоо жүргүзүү маанилүү бойдон калат. Бирок күтүлө турган тажрыйба так болушу керек: диабети бар адамдарда HbA1c, ачкарындагы глюкоза же инсулинди негизги акыркы көрсөткүч катары өлчөгөн контролдолгон сыноо.