Metileno mėlis ir diabetas: ką rodo ląstelių ir gyvūnų tyrimai

Klausimas, slypintis už perdėto susidomėjimo

Tokia išvada atrodo logiška, tačiau ji remiasi klaidingu supratimo modeliu. Trys skirtingi dalykai laikomi vienu: gliukozės patekimas į pavienę ląstelę laboratoriniame inde, medžiagų apykaita širdies mitochondrijoje ir gliukozės kontrolė visame žmogaus organizme. Kiekvienas jų turi savus matavimo būdus ir ribas. Šiame straipsnyje jie atskiriami.

Trumpas atsakymas: metileno mėlis iš tiesų aktyvina gliukozės pernašą vienoje gerai ištirtoje ląstelių linijoje ir keičia mitochondrijų cheminius procesus bei kai kuriuos diabetu sergančių žiurkių širdies rodiklius. Tačiau ilgiausiame tyrime su žiurkėmis jis nepakeitė gliukozės koncentracijos nevalgius ar glikuoto hemoglobino, o jokie paskelbti tyrimų su žmonėmis duomenys nerodo, kad sistemiškai vartojamas metileno mėlis pagerintų gliukozės kiekio kraujyje, HbA1c ar insulino rodiklius sergant diabetu.

Ląstelės: spartesnis gliukozės patekimas per membranoje jau esančius pernešiklius

Tyrėjai naudojo L929 fibroblastus – ląstelių liniją, kurios gliukozės įsisavinimas priklauso nuo vienintelio pernešiklio GLUT1. Kai yra tik vienas pernešiklis, bet koks įsisavinimo pokytis turi būti susijęs su juo.

Kai tyrėjų grupė paveikė šias ląsteles metileno mėliu, žymėtos gliukozės įsisavinimas padidėjo per 10 minučių ir priklausė nuo dozės: esant 50 mikromoliarų koncentracijai ir veikiant 45 minutes, jis pasiekė maždaug 800 procentų pradinio lygio. Kinetikos detalė svarbi: maksimalus greitis (Vmax) padidėjo, o afinitetas (Km) ir GLUT1 baltymo kiekis nepakito. Tas pats „durų“ skaičius per minutę praleido daugiau gliukozės. Dažiklis aktyvino membranoje jau esančius pernešiklius, o ne pridėjo naujų.

Kontroliniai bandymai padeda susidaryti aiškesnį vaizdą. Redukuota (bespalvė) forma neturėjo jokio poveikio. Už ląstelės ribų esantis oksidantas, neleidęs dažikliui patekti į ląstelę, sustabdė ir dažymą, ir stimuliaciją. AMP kinazės ir PI kinazės signalinių kelių blokatoriai nieko nepakeitė, todėl šie du gerai žinomi signaliniai keliai greičiausiai nedalyvavo.

Pirmoji prielaida buvo oksidacijos ir redukcijos ciklai: dažiklis perneša elektronus, sukelia ląstelei nedidelį stresą, o stresą patiriančios ląstelės atveria gliukozės vartus. Vėlesniame tyrime ši idėja buvo patikrinta. Tyrėjai naudojo metil-beta-ciklodekstriną – žiedo formos molekulę, kuri įtraukia metileno mėlį į inkliuzinį kompleksą (asociacijos konstanta apie 310 M-1). Komplekse sulaikytas dažiklis nei dažė ląsteles, nei skatino įsisavinimą, o dažiklio išplovimas glaudžiai sutapo su poveikio išnykimu. Tyrėjų išvada prieštaravo oksidacijos ir redukcijos paaiškinimui: aktyvaciją greičiausiai lemia tiesioginė dažiklio sąveika su tam tikru baltymu GLUT1 aktyvacijos kelyje, o ne bendras oksidacinis stresas.

Šis veikimo principas taikomas siaurai. Metileno mėlis gali greitai ir grįžtamai aktyvinti gliukozės įsisavinimą per GLUT1 L929 ląstelėse, patekęs į ląstelę ir sąveikaudamas baltymų lygmeniu. Tai nieko nepasako apie insuliną, kasą ar gliukozės kiekį gyvo gyvūno kraujyje. Daugiau apie dažiklį kaip elektronų pernešiklį skaitykite straipsnyje kaip metileno mėlis veikia kaip elektronų pernešiklis. Apie ląstelių tyrimų vertinimo taisykles skaitykite straipsnyje kaip skaityti metileno mėlio tyrimus.

Diabetu sergančios žiurkės: pakitusios širdys, nepakitęs gliukozės kiekis kraujyje

Tyrimai su gyvūnais nagrinėja kitą dalyką: diabetu sergančio organizmo širdį. Abiejuose tyrimuose su žiurkėmis naudotas streptozotocinas – toksinas, kuris sunaikina insuliną gaminančias beta ląsteles ir sukuria į 1 tipo diabetą panašią būklę. Skaitytojai, ieškantys informacijos apie metileno mėlį ir 2 tipo diabetą, turėtų iš karto atkreipti dėmesį į šį neatitikimą. Šie gyvūnai nesirgo 2 tipo diabetu.

Ilgalaikiame tyrime Lewis linijos žiurkių patinai 11 savaičių su geriamuoju vandeniu gaudavo po 10 mg kilogramui kūno svorio per parą, kartu skiriant mažas insulino dozes, kad būtų išvengta išsekimo, bet gliukozės koncentracija nebūtų normalizuota. Širdies mitochondrijose dažiklis padėjo oksiduoti NADH, padidino NAD+ kiekį ir Sirtuin 3 deacetilazės aktyvumą. Proteominė analizė parodė sumažėjusį acetilinimą 83 vietose, esančiose 34 mitochondrijų baltymuose, dalyvaujančiuose riebalų oksidacijoje, citrinų rūgšties cikle ir elektronų pernašoje. Ilgųjų grandinių riebalų oksidacija ir hidroksiacil-CoA dehidrogenazės aktyvumas sumažėjo; tai interpretuota kaip mažesnė diabetu sergančios širdies priklausomybė nuo riebalų, kuriuos ji pernelyg intensyviai naudoja. Širdies tūrių ir išstūmio frakcijos rodikliai pagerėjo, o hipertrofijos žymuo normalizavosi, nors slėgiai ir susitraukimo greitis išliko sumažėję.

Svarbiausias rezultatas toks: glikemija nepakito. Gliukozės koncentracija nevalgius ir ne nevalgius išliko didelė, o HbA1c tiek gydytų, tiek negydytų diabetu sergančių žiurkių organizme išliko apie 5.6 procentų; reikšmingo gydymo poveikio nebuvo. Dažiklis taip pat nepašalino su I ir II kompleksais susijusio kvėpavimo sutrikimo izoliuotose mitochondrijose. Kai kurie širdies funkcijos rodikliai pagerėjo, tačiau gliukozės kontrolė ir esminis kvėpavimo sutrikimas nepakito. Skirtingi rezultatai liko atskiri.

Antrajame tyrime nagrinėtas mažesnis lygmuo: mitochondrijos, išskirtos iš sveikų ir du mėnesius diabetu sergančių žiurkių širdžių, matavimo metu vieną kartą paveiktos maža, 0.1 mikromoliaro koncentracija. Deguonies suvartojimas padidėjo naudojant tiek I, tiek II komplekso substratus. Tačiau vandenilio peroksido išsiskyrimas skyrėsi priklausomai nuo energijos šaltinio: naudojant glutamatą kartu su malatu jis padidėjo, o naudojant sukcinatą – sumažėjo. Kalcio sulaikymas nepakito. Tai mitochondrijų farmakologijos tyrimas, o ne širdies funkcijos ar gliukozės kontrolės bandymas. Jo pamoka tokia: dažiklis nėra vienodai veikiantis antioksidantas. Ar oksidantų išsiskyrimas didėja, ar mažėja, priklauso nuo to, kokį substratą mitochondrija naudoja. Susijusi tema – metileno mėlis širdies ir kraujagyslių tyrimuose.

Modelių ir vertinamųjų rodiklių lentelė: kas tirta, kas pakito ir kas nepakito

Modelis	Ką darė metileno mėlis	Matuotas vertinamasis rodiklis	Rezultatas
L929 fibroblastai, tik GLUT1, žymėtos gliukozės įsisavinimas	Greitas esamų pernešiklių aktyvinimas, Vmax padidėjo, Km nepakito, naujo GLUT1 baltymo neatsirado	Gliukozės įsisavinimo greitis laboratoriniame inde	Padidėjo iki ~8 kartų esant 50 mikromoliarų koncentracijai; išplovus poveikis išnyko
L929 fibroblastai ir ciklodekstrinas dažikliui sulaikyti	Dažiklis sulaikytas už ląstelių ribų, dažymas išnyko	Įsisavinimo stimuliacija	Sustabdyta kartu su dažymu; tai labiau palaiko tiesioginės sąveikos su baltymu, o ne bendro oksidacinio ir redukcinio streso paaiškinimą
STZ sukeltu diabetu sergančios žiurkės, 10 mg/kg/day per burną, 11 savaičių	NADH oksidacija, daugiau NAD+, didesnis Sirtuin 3 aktyvumas, deacetilintos 83 mitochondrijų baltymų vietos, sumažėjusi ilgųjų grandinių riebalų oksidacija	Širdies tūriai, išstūmio frakcija, hipertrofijos žymuo	Iš dalies pagerėjo (tūriai, išstūmio frakcija, ANP normalizavosi; slėgiai ir dP/dt išliko sumažėję)
Tas pats ilgalaikis tyrimas su žiurkėmis	Toks pats dozavimas	Gliukozės koncentracija nevalgius, gliukozės koncentracija ne nevalgius, HbA1c	Reikšmingo pokyčio nebuvo; diabetinė būklė išliko
Tas pats ilgalaikis tyrimas su žiurkėmis, izoliuotos mitochondrijos	Ilgalaikis vartojimas per burną, po to kvėpavimo matavimas ex vivo	Oksidacinis fosforilinimas, palaikomas I ir II kompleksų	Sutrikimas nepašalintas
Izoliuotos sveikų ir diabetu sergančių žiurkių širdžių mitochondrijos, vienkartinis poveikis 0.1 mikromoliaro koncentracija	Elektronų srauto nukreipimas kitu keliu respirometrijos metu	Deguonies suvartojimas	Padidėjo naudojant I ir II komplekso substratus
Tas pats vienkartinio poveikio mitochondrijoms tyrimas	Toks pats dozavimas	Vandenilio peroksido išsiskyrimas	Priklausė nuo substrato: padidėjo naudojant glutamatą/malatą, sumažėjo naudojant sukcinatą
Žmonės, sisteminis vartojimas	Nėra paskelbto tyrimo, kurio pagrindinis vertinamasis rodiklis būtų glikemija ir kurio rezultatai būtų viešai pateikti	HbA1c, gliukozės koncentracija nevalgius, insulinas	Paskelbtų duomenų apie pagerėjimą nerasta

Žmonės: duomenų apie glikemiją beveik nėra

Tyrime galima nagrinėti diabetu sergančių žmonių žaizdas netiriant gliukozės kontrolės, o odontologinės procedūros tyrime galima pateikti HbA1c kaip papildomą rodiklį netikrinant diabeto gydymo.

Viename registruotame tyrime, NCT05850611, numatytas geriamojo metileno mėlio vartojimas (70 mg piene, keturias savaites) dėl diabetinės pėdos opos; tarp matuojamų rodiklių yra gliukozės koncentracija nevalgius, insulinas ir HbA1c, tačiau rezultatų nepateikta. Nedideliame paskelbtame bandomajame tyrime trombocitais praturtintos plazmos gelis derintas su maža geriamojo dažiklio doze pėdos opai gydyti; pateikti žaizdos ir aprūpinimo deguonimi rezultatai, o ne glikemijos rodikliai. Odontologiniuose tyrimuose, kuriuose periodontitu ir diabetu sergantiems pacientams dažiklis vietiškai naudotas kaip šviesa aktyvinama antimikrobinė medžiaga, reikšmingo pranašumo pagal HbA1c nenustatyta. Dažiklio naudojimas periodonto kišenėje yra visai kas kita nei sisteminė metabolinė terapija, todėl šie neigiami rezultatai taip pat nieko nepasako apie vartojimą per burną.

Sąžininga santrauka: jokie paskelbti tyrimų su žmonėmis duomenys nerodo, kad sistemiškai vartojamas metileno mėlis pagerina HbA1c, gliukozės koncentracijos nevalgius ar insulino rodiklius sergant diabetu. Įrodymų nebuvimas neįrodo, kad poveikio nėra, tačiau neleidžia pagrįsti rinkodaros teiginių, kuriuose gliukozės įsisavinimas ląstelėse ar žiurkių širdžių tyrimų rezultatai pateikiami kaip gliukozės kontrolės įrodymas. Prieš bet kokius bandymus svarbu žinoti saugumo ribas, įskaitant serotonino sindromo riziką vartojant įprastus antidepresantus; apie tai skaitykite straipsnyje metileno mėlio saugumas ir sąveika su vaistais.

Kaip naudotis šiais įrodymais neapgaunant savęs

Įsivaizduokite tris mechanizmus. Pirmasis – gliukozės „durys“ vienoje kultivuojamoje ląstelėje. Antrasis – mitochondrija žiurkės širdyje. Trečiasis – diabetu sergantis žmogus su kasa, kepenimis, raumenimis, inkstais, vaistais ir valgiais. Įrodyta, kad dažiklis veikia pirmąjį ir antrąjį mechanizmus. Neįrodyta, kad trečiasis į jį reaguoja geresne gliukozės kontrole.

Šis skirtumas apibendrina visą straipsnį vienoje pastraipoje. Teiginys apie metileno mėlio naudojimą diabeto priežiūrai, kuris remiasi pernešiklių aktyvinimu ar mitochondrijų baltymų acetilinimu, o ne glikemijos rodikliu, nukreipia dėmesį į kitą temą. Sirtuin 3 ir riebalų oksidacijos rezultatus tebėra verta stebėti, tačiau laukti reikėtų konkretaus eksperimento: kontroliuojamo tyrimo su diabetu sergančiais žmonėmis, kuriame HbA1c, gliukozės koncentracija nevalgius arba insulinas būtų matuojamas kaip pagrindinis vertinamasis rodiklis.

Platesnį kontekstą apie gyvenimo būdo veiksnius, chromą, berberiną ir kitas medžiagas pateikia „Jonaviečio“ straipsnis apie metabolinę sveikatą ir maisto papildus.