लेख
मिथिलिन ब्लु र मधुमेह: ग्लुकोज परिवहन र जनावरमा गरिएको अनुसन्धानको व्याख्या
चर्चाको पछाडिको प्रश्न
त्यो निष्कर्ष तार्किक लाग्छ, तर यो गलत अवधारणामा आधारित छ। यसले तीन फरक कुरालाई एउटै ठान्छ: प्रयोगशालाको पात्रमा रहेको एउटै कोशिकाभित्र ग्लुकोज प्रवेश गर्नु, मुटुको माइटोकन्ड्रियाभित्र हुने चयापचय, र समग्र मानिसको शरीरमा ग्लुकोज नियन्त्रण। प्रत्येकका आफ्नै मापन र सीमा छन्। यस लेखले तिनलाई छुट्याउँछ।
छोटो उत्तर: मिथिलिन ब्लुले राम्रोसँग अध्ययन गरिएको एउटा कोशिका वंशमा ग्लुकोज परिवहन सक्रिय गर्छ, र मधुमेह भएका मुसामा माइटोकन्ड्रियाको रसायन तथा मुटुका केही मापदण्ड परिवर्तन गर्छ। तर मुसामा गरिएको सबैभन्दा लामो अध्ययनमा यसले उपवासको ग्लुकोज वा ग्लाइकेटेड हेमोग्लोबिन परिवर्तन गरेन। मधुमेहमा शरीरभरि पुग्ने गरी दिइएको मिथिलिन ब्लुले रगतको चिनी, HbA1c वा इन्सुलिनमा सुधार गर्छ भन्ने कुनै प्रकाशित मानव प्रमाण छैन।
कोशिका: झिल्लीमा पहिल्यै रहेका परिवाहकबाट ग्लुकोजको छिटो प्रवेश
अनुसन्धानकर्ताहरूले L929 फाइब्रोब्लास्ट प्रयोग गरे। यस कोशिका वंशको ग्लुकोज ग्रहण एउटै परिवाहक, GLUT1, मा निर्भर हुन्छ। एउटै मात्र परिवाहक हुँदा ग्रहणमा हुने कुनै पनि परिवर्तन त्यही परिवाहकबाट आएको हुनुपर्छ।
टोलीले यी कोशिकालाई मिथिलिन ब्लुको सम्पर्कमा ल्याउँदा, ट्रेसरको ग्रहण 10 मिनेटभित्र बढ्यो र मात्रासँगै वृद्धि भयो। 45 मिनेटसम्म 50 micromolar मा राख्दा यो आधारभूत स्तरको लगभग 800 percent पुग्यो। गतिज विवरण महत्त्वपूर्ण छ: अधिकतम दर (Vmax) बढ्यो, तर बन्धन आत्मीयता (Km) र GLUT1 प्रोटिनको मात्रा अपरिवर्तित रहे। उही सङ्ख्याका ढोकाले प्रतिमिनेट बढी ग्लुकोज छिर्न दिए। रङ पदार्थले नयाँ परिवाहक थप्नुको सट्टा झिल्लीमा पहिल्यै रहेका परिवाहकलाई सक्रिय गर्यो।
नियन्त्रण परीक्षणहरूले चित्र अझ स्पष्ट पार्छन्। यसको अपचयित अर्थात् रङहीन रूपले केही गरेन। रङ पदार्थलाई कोशिकाभित्र पस्न नदिने कोशिकाबाहिरको अक्सिकारकले रङ लाग्ने प्रक्रिया र उत्तेजना दुवै रोक्यो। AMP काइनेज र PI काइनेज मार्गका अवरोधकहरूले कुनै परिवर्तन ल्याएनन्। यसले ती दुई परिचित सङ्केत मार्गको भूमिका नभएको तर्कलाई बल दिन्छ।
पहिलो अनुमान रेडक्स चक्रण थियो: रङ पदार्थले इलेक्ट्रोन ओसार्छ, कोशिकामा हल्का तनाव पैदा गर्छ, र तनावमा परेका कोशिकाले ग्लुकोजका ढोका खोल्छन्। त्यसपछिको अध्ययनले यो विचार परीक्षण गर्यो। अनुसन्धानकर्ताहरूले मिथाइल-बिटा-साइक्लोडेक्स्ट्रिन प्रयोग गरे। यो घेराजस्तो अणुले मिथिलिन ब्लुलाई समावेशन सङ्कुलमा थुन्छ (संयोजन स्थिराङ्क करिब 310 M-1)। थुनिएको रङ पदार्थले न कोशिकामा रङ लगायो, न ग्रहणलाई उत्तेजित गर्यो। रङ पदार्थ धोएर हटाउँदै जाँदा त्यसको प्रभाव पनि लगभग सोही क्रममा हरायो। उनीहरूको निष्कर्ष रेडक्स व्याख्याविपरीत थियो: सक्रियता सम्भवतः सामान्य अक्सिडेटिभ तनावबाट नभई GLUT1 सक्रियण मार्गको कुनै प्रोटिनसँग रङ पदार्थको प्रत्यक्ष अन्तरक्रियाबाट आउँछ।
यसको कार्यगत सिद्धान्त सीमित छ। कोशिकाभित्र प्रवेश र प्रोटिन तहको अन्तरक्रियामार्फत मिथिलिन ब्लुले L929 कोशिकामा GLUT1 द्वारा हुने ग्रहणलाई तत्काल र उल्ट्याउन सकिने गरी सक्रिय गर्न सक्छ। यसले जीवित जनावरको इन्सुलिन, अग्न्याशय वा रगतको चिनीबारे केही बताउँदैन। इलेक्ट्रोन वाहकका रूपमा यो रङ पदार्थको भूमिकाबारे बुझ्न मिथिलिन ब्लुले इलेक्ट्रोन वाहकका रूपमा कसरी काम गर्छ हेर्नुहोस्। कोशिका अध्ययन पढ्ने नियमका लागि मिथिलिन ब्लुसम्बन्धी अनुसन्धान कसरी पढ्ने हेर्नुहोस्।
मधुमेह भएका मुसा: मुटुमा परिवर्तन, रगतको चिनीमा परिवर्तन छैन
जनावरमा गरिएको अनुसन्धानले फरक विषयतर्फ लैजान्छ: मधुमेह भएको मुटु। मुसामा गरिएका दुवै अध्ययनले स्ट्रेप्टोजोटोसिन प्रयोग गरे। यो विषाक्त पदार्थले इन्सुलिन उत्पादन गर्ने बिटा कोशिका नष्ट गर्छ र टाइप 1 जस्तो अवस्था सिर्जना गर्छ। मिथिलिन ब्लु र टाइप 2 मधुमेहबारे खोज्ने पाठकले यो भिन्नता सुरुमै ध्यान दिनुपर्छ। यी टाइप 2 मधुमेह भएका जनावर होइनन्।
दीर्घकालीन अध्ययनमा भाले Lewis मुसालाई पिउने पानीमा 11 हप्तासम्म दैनिक शरीरको तौलको प्रति kg 10 mg दिइयो। ग्लुकोज सामान्य नबनाई शरीरको क्षय रोक्न इन्सुलिनका साना मात्रा पनि दिइए। मुटुका माइटोकन्ड्रियामा रङ पदार्थले NADH को अक्सिडेसनमा मद्दत गर्यो, NAD+ बढायो र Sirtuin 3 डिएसिटाइलेजको सक्रियता बढायो। प्रोटिओमिक्स विश्लेषणले बोसो अक्सिडेसन, साइट्रिक एसिड चक्र र इलेक्ट्रोन परिवहनमा संलग्न 34 माइटोकन्ड्रियल प्रोटिनका 83 स्थानमा एसिटाइलेसन घटेको देखायो। लामो शृङ्खलायुक्त बोसोको अक्सिडेसन र हाइड्रोक्सिएसिल-CoA डिहाइड्रोजिनेजको सक्रियता घट्यो। यसलाई मधुमेह भएको मुटुको बोसोमाथिको कठोर अतिनिर्भरता कम भएको रूपमा बुझियो। आयतन र इजेक्सन फ्र्याक्सनमा सुधार भयो र हाइपरट्रोफीको एउटा सूचक सामान्य भयो, तर दबाब र सङ्कुचनको गति भने कम नै रहे।
सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण नतिजा यही हो: रगतको ग्लुकोज स्तर बदलिएन। उपवास र गैरउपवास दुवै अवस्थामा ग्लुकोज उच्च नै रह्यो। उपचार गरिएका र नगरिएका मधुमेह भएका मुसा दुवैमा HbA1c करिब 5.6 percent नै रह्यो, र उपचारको कुनै उल्लेखनीय प्रभाव देखिएन। अलग गरिएका माइटोकन्ड्रियामा कम्प्लेक्स I र II को श्वसन दोष पनि रङ पदार्थले सुधार्न सकेन। मुटुको कार्यका केही मापदण्ड सुध्रिए, तर ग्लुकोज नियन्त्रण र मुख्य श्वसन दोष सुध्रिएनन्। फरक नतिजा फरक नै रहे।
दोस्रो अध्ययन अझ सानो स्तरमा गरिएको थियो: स्वस्थ मुटु र दुई महिनादेखि मधुमेह भएका मुटुबाट अलग गरिएका माइटोकन्ड्रिया प्रयोग गरिए। मापनको क्रममा तिनलाई 0.1 micromolar को एउटा सानो मात्रा दिइयो। कम्प्लेक्स I र II दुवैका सब्स्ट्रेटसँग अक्सिजन खपत बढ्यो। तर हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्सर्जन इन्धनअनुसार फरक भयो: ग्लुटामेट र म्यालेटसँग बढ्यो, सक्सिनेटसँग घट्यो। क्याल्सियम धारणमा परिवर्तन भएन। यो माइटोकन्ड्रियासम्बन्धी औषधिविज्ञान हो, मुटुको कार्य वा ग्लुकोजको परीक्षण होइन। यसबाट सिकिने कुरा के हो भने यो रङ पदार्थ सबै अवस्थामा एकै किसिमको एन्टिअक्सिडेन्ट होइन। अक्सिकारक उत्सर्जन बढ्छ वा घट्छ भन्ने कुरा माइटोकन्ड्रियाले कुन सब्स्ट्रेट उपयोग गर्छ भन्नेमा निर्भर हुन्छ। सम्बन्धित विषयका लागि हृदय तथा रक्तनलीसम्बन्धी अनुसन्धानमा मिथिलिन ब्लुबारे हेर्नुहोस्।
मोडेल र नतिजा-मापदण्डको तालिका: के परीक्षण गरियो, के बदलियो, के बदलिएन
| मोडेल | मिथिलिन ब्लुले के गर्यो | मापन गरिएको नतिजा-मापदण्ड | नतिजा |
|---|---|---|---|
| L929 फाइब्रोब्लास्ट, GLUT1 मात्र, ट्रेसर ग्रहण | विद्यमान परिवाहकको तत्काल सक्रियता, Vmax बढ्यो, Km अपरिवर्तित, नयाँ GLUT1 प्रोटिन बनेन | प्रयोगशालाको पात्रमा ग्लुकोज ग्रहण दर | 50 micromolar मा ~8 गुणासम्म बढ्यो, धोएर हटाउँदा प्रभाव उल्टियो |
| L929 फाइब्रोब्लास्ट र साइक्लोडेक्स्ट्रिनको थुन्ने प्रक्रिया | रङ पदार्थ कोशिकाबाहिर थुनियो, रङ लाग्न छाड्यो | ग्रहणको उत्तेजना | रङ लाग्ने प्रक्रियासँगै रोकियो, सामान्य रेडक्स तनावभन्दा प्रत्यक्ष प्रोटिन अन्तरक्रियाको पक्षमा |
| STZ द्वारा मधुमेह भएका मुसा, मुखबाट 10 mg/kg/day, 11 हप्ता | NADH अक्सिडेसन, उच्च NAD+, उच्च Sirtuin 3 सक्रियता, माइटोकन्ड्रियाका 83 स्थानमा डिएसिटाइलेसन, लामो शृङ्खलायुक्त बोसोको अक्सिडेसन घट्यो | मुटुका आयतन, इजेक्सन फ्र्याक्सन, हाइपरट्रोफी सूचक | आंशिक सुधार (आयतन र इजेक्सन फ्र्याक्सन सुध्रिए, ANP सामान्य भयो; दबाब र dP/dt अझै कम रहे) |
| मुसामा गरिएको उही दीर्घकालीन अध्ययन | उही मात्रा | उपवासको ग्लुकोज, गैरउपवासको ग्लुकोज, HbA1c | उल्लेखनीय परिवर्तन भएन; मधुमेहको अवस्था कायम रह्यो |
| मुसामा गरिएको उही दीर्घकालीन अध्ययन, अलग गरिएका माइटोकन्ड्रिया | लामो समय मुखबाट मात्रा दिएपछि शरीरबाहिर श्वसन परीक्षण | कम्प्लेक्स I र II द्वारा सञ्चालित अक्सिडेटिभ फस्फोराइलेसन | दोष सुधारिएन |
| स्वस्थ र मधुमेह भएका मुटुका अलग गरिएका माइटोकन्ड्रिया, तत्काल 0.1 micromolar | श्वसन मापनका क्रममा इलेक्ट्रोनको मार्ग परिवर्तन | अक्सिजन खपत | कम्प्लेक्स I र II का सब्स्ट्रेटसँग बढ्यो |
| उही तत्काल माइटोकन्ड्रियल अध्ययन | उही मात्रा | हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्सर्जन | सब्स्ट्रेटमा निर्भर: ग्लुटामेट/म्यालेटसँग बढ्यो, सक्सिनेटसँग घट्यो |
| मानिस, शरीरभरि पुग्ने गरी दिइने मात्रा | ग्लाइसेमिक प्राथमिक नतिजा-मापदण्ड र सार्वजनिक नतिजासहितको कुनै प्रकाशित परीक्षण छैन | HbA1c, उपवासको ग्लुकोज, इन्सुलिन | सुधार देखाउने कुनै प्रकाशित प्रमाण भेटिएन |
मानिस: मानवमा ग्लाइसेमिक प्रमाण लगभग शून्य छ
कुनै परीक्षणले मधुमेह भएका मानिसको घाउ अध्ययन गर्न सक्छ, तर ग्लुकोज नियन्त्रण अध्ययन नगरेको हुन सक्छ। त्यस्तै, कुनै दन्त प्रक्रियाले मधुमेहको उपचार परीक्षण नगरी HbA1c लाई सहायक मापनका रूपमा उल्लेख गर्न सक्छ।
दर्ता गरिएको एउटा परीक्षण, NCT05850611, ले मधुमेहसम्बन्धी खुट्टाको अल्सरका लागि मुखबाट मिथिलिन ब्लु दिने योजना बनाएको छ (दूधमा 70 mg, चार हप्ता)। त्यसका मापनमा उपवासको ग्लुकोज, इन्सुलिन र HbA1c पनि समावेश छन्, तर कुनै नतिजा सार्वजनिक गरिएको छैन। प्रकाशित एउटा सानो प्रारम्भिक अध्ययनमा खुट्टाको अल्सरका लागि प्लेटलेटयुक्त प्लाज्मा जेलसँगै मुखबाट रङ पदार्थको सानो मात्रा दिइयो। त्यसले घाउ र अक्सिजन आपूर्तिसम्बन्धी नतिजा बतायो, ग्लाइसेमिक नतिजा होइन। पेरियोडोन्टाइटिस र मधुमेह भएका बिरामीमा प्रकाशले सक्रिय हुने सूक्ष्मजीवरोधी पदार्थका रूपमा यो रङ स्थानीय रूपमा प्रयोग गरेका दन्त परीक्षणमा HbA1c मा उल्लेखनीय लाभ भेटिएन। गिजाको खल्तीमा लगाइने रङ र शरीरभरि असर गर्ने चयापचय उपचार फरक कुरा हुन्। त्यसैले ती शून्य नतिजाले मुखबाट दिइने मात्राबारे पनि केही बताउँदैनन्।
इमानदार सारांश: मधुमेहमा शरीरभरि पुग्ने गरी दिइएको मिथिलिन ब्लुले HbA1c, उपवासको ग्लुकोज वा इन्सुलिनमा सुधार गर्छ भन्ने कुनै प्रकाशित मानव प्रमाण छैन। प्रमाण नहुनु प्रभाव नै नहुने प्रमाण होइन। तर यसले कोशिकाको ग्रहण वा मुसाको मुटुका निष्कर्षलाई ग्लुकोज नियन्त्रणको प्रमाणका रूपमा प्रस्तुत गर्ने प्रचारलाई अस्वीकार गर्छ। कसैले प्रयोग गर्नुअघि जान्नुपर्ने सुरक्षा सीमाहरूका लागि, सामान्य एन्टिडिप्रेसन्टसँग सेरोटोनिन सिन्ड्रोमको जोखिमसमेत समेटिएको मिथिलिन ब्लुको सुरक्षा र औषधि अन्तरक्रिया हेर्नुहोस्।
आफैँलाई भ्रममा नपारी यो प्रमाण कसरी प्रयोग गर्ने
तीनवटा मेसिनको कल्पना गर्नुहोस्। पहिलो मेसिन प्रयोगशालामा संवर्धन गरिएको एउटा कोशिकाको ग्लुकोज प्रवेशद्वार हो। दोस्रो मेसिन मुसाको मुटुको एउटा माइटोकन्ड्रिया हो। तेस्रो मेसिन अग्न्याशय, कलेजो, मांसपेशी, मिर्गौला, औषधि र खानपानसहित मधुमेह भएको मानिस हो। रङ पदार्थले पहिलो र दोस्रो मेसिनमा असर पार्छ भन्ने देखाइएको छ। तेस्रो मेसिनले राम्रो ग्लुकोज नियन्त्रणसहित प्रतिक्रिया दिन्छ भन्ने देखाइएको छैन।
यो भिन्नता नै एक अनुच्छेदमा लेखको सार हो। ग्लाइसेमिक नतिजा-मापदण्डको सट्टा परिवाहक सक्रियता वा माइटोकन्ड्रियल एसिटाइलेसन देखाउने मिथिलिन ब्लुद्वारा मधुमेह हेरचाहको दाबीले विषय नै बदलिदिएको हुन्छ। Sirtuin 3 र बोसो अक्सिडेसनका निष्कर्ष अझै ध्यान दिन लायक छन्। तर पर्खनुपर्ने प्रयोग स्पष्ट छ: मधुमेह भएका मानिसमा HbA1c, उपवासको ग्लुकोज वा इन्सुलिनलाई प्राथमिक नतिजा-मापदण्डका रूपमा मापन गर्ने नियन्त्रित परीक्षण।