Błękit metylenowy a cukrzyca: transport glukozy i badania na zwierzętach

Pytanie kryjące się za szumem medialnym

Taki wniosek wydaje się logiczny, ale opiera się na błędnym modelu myślowym. Traktuje trzy różne zjawiska tak, jakby były jednym: wnikanie glukozy do pojedynczej komórki w naczyniu laboratoryjnym, metabolizm wewnątrz mitochondrium serca i kontrolę glikemii w całym organizmie człowieka. Każde ma własne miary i ograniczenia. Ten artykuł je rozdziela.

Krótka odpowiedź: błękit metylenowy rzeczywiście aktywuje transport glukozy w jednej dobrze zbadanej linii komórkowej oraz zmienia procesy chemiczne w mitochondriach i niektóre parametry pracy serca u szczurów z cukrzycą. Jednak w najdłuższym badaniu na szczurach nie zmienił glikemii na czczo ani poziomu hemoglobiny glikowanej, a żadne opublikowane dane z badań na ludziach nie wskazują, że ogólnoustrojowo podawany błękit metylenowy poprawia poziom cukru we krwi, HbA1c lub insuliny w cukrzycy.

Komórki: szybszy napływ glukozy przez transportery już obecne w błonie

Badacze wykorzystali fibroblasty L929, linię komórkową, w której wychwyt glukozy zależy od jednego transportera: GLUT1. Gdy obecny jest tylko jeden transporter, każda zmiana wychwytu musi wynikać ze zmiany jego działania.

Gdy zespół poddał te komórki działaniu błękitu metylenowego, wychwyt znacznika wzrósł w ciągu 10 minut i zwiększał się wraz z dawką, osiągając około 800 procent wartości wyjściowej przy stężeniu 50 micromolar po 45 minutach. Szczegół dotyczący kinetyki ma znaczenie: maksymalna szybkość (Vmax) wzrosła, natomiast powinowactwo (Km) i ilość białka GLUT1 pozostały bez zmian. Ta sama liczba drzwi przepuszczała więcej glukozy w ciągu minuty. Barwnik aktywował transportery już obecne w błonie, zamiast zwiększać ich liczbę.

Próby kontrolne wyostrzyły ten obraz. Zredukowana (bezbarwna) postać nie wywołała żadnego efektu. Zewnątrzkomórkowy utleniacz, który uniemożliwiał barwnikowi wnikanie do komórek, blokował zarówno ich zabarwienie, jak i pobudzenie wychwytu. Blokery szlaków kinazy AMP i kinazy PI niczego nie zmieniły, co przemawia przeciw udziałowi tych dwóch znanych szlaków sygnałowych.

Pierwszym przypuszczeniem był cykl redoks: barwnik przenosi elektrony, wywołuje łagodny stres komórkowy, a komórki pod wpływem stresu otwierają bramki dla glukozy. Kolejne badanie sprawdziło tę hipotezę. Badacze zastosowali metylowaną beta-cyklodekstrynę, cząsteczkę o kształcie pierścienia, która wiąże błękit metylenowy w kompleksie inkluzyjnym (stała asocjacji około 310 M-1). Związany barwnik nie barwił komórek ani nie pobudzał wychwytu, a jego wypłukiwanie ściśle korelowało z zanikiem efektu. Wniosek badaczy przeczył wyjaśnieniu opartemu na redoks: aktywacja prawdopodobnie wynika z bezpośredniego oddziaływania barwnika z jakimś białkiem w szlaku aktywacji GLUT1, a nie z ogólnego stresu oksydacyjnego.

Zakres tego mechanizmu jest wąski. Błękit metylenowy może szybko i odwracalnie aktywować wychwyt za pośrednictwem GLUT1 w komórkach L929 dzięki wnikaniu do komórki i oddziaływaniu na poziomie białka. Nie mówi to nic o insulinie, trzustce ani poziomie cukru we krwi żywego zwierzęcia. Kontekst dotyczący barwnika jako nośnika elektronów znajdziesz w artykule jak błękit metylenowy działa jako nośnik elektronów. Zasady interpretowania badań komórkowych opisuje artykuł jak czytać badania nad błękitem metylenowym.

Szczury z cukrzycą: zmiany w sercu, bez zmian poziomu cukru we krwi

Badania na zwierzętach dotyczą innego zagadnienia: serca w cukrzycy. W obu badaniach na szczurach zastosowano streptozotocynę, toksynę niszczącą komórki beta produkujące insulinę i wywołującą stan podobny do cukrzycy typu 1. Czytelnicy szukający informacji o błękicie metylenowym i cukrzycy typu 2 powinni od początku uwzględnić tę rozbieżność. Nie są to zwierzęta z cukrzycą typu 2.

W badaniu przewlekłego podawania samce szczurów szczepu Lewis otrzymywały 10 mg na kg dziennie w wodzie do picia przez 11 tygodni, wraz z małymi dawkami insuliny, które zapobiegały wyniszczeniu, ale nie normalizowały glikemii. W mitochondriach serca barwnik wspomagał utlenianie NADH, zwiększał poziom NAD+ i podnosił aktywność deacetylazy sirtuiny 3. Analiza proteomiczna wykazała mniejszą acetylację w 83 miejscach na 34 białkach mitochondrialnych związanych z utlenianiem tłuszczów, cyklem kwasu cytrynowego i transportem elektronów. Utlenianie długołańcuchowych kwasów tłuszczowych i aktywność dehydrogenazy hydroksyacylo-CoA zmniejszyły się, co interpretowano jako osłabienie nadmiernego, utrwalonego uzależnienia serca w cukrzycy od tłuszczów. Parametry objętościowe i frakcja wyrzutowa poprawiły się, a marker przerostu uległ normalizacji, choć ciśnienia i szybkość skurczu pozostały obniżone.

Oto najważniejszy wynik: glikemia się nie zmieniła. Poziom glukozy na czczo i poza stanem na czczo pozostawał wysoki, a HbA1c utrzymywało się w pobliżu 5.6 procent zarówno u leczonych, jak i nieleczonych szczurów z cukrzycą, bez istotnego wpływu leczenia. Barwnik nie skorygował również zaburzeń oddychania związanych z kompleksami I i II w izolowanych mitochondriach. Niektóre parametry funkcji serca poprawiły się, natomiast kontrola glikemii i podstawowe zaburzenie oddychania mitochondrialnego nie uległy poprawie. Odrębne wyniki pozostały odrębne.

Drugie badanie dotyczyło mniejszej skali: mitochondriów wyizolowanych z serc zdrowych zwierząt oraz zwierząt z cukrzycą trwającą dwa miesiące, którym podczas pomiaru podano jedną małą dawkę o stężeniu 0.1 micromolar. Zużycie tlenu wzrosło zarówno przy substratach kompleksu I, jak i kompleksu II. Jednak uwalnianie nadtlenku wodoru różniło się zależnie od paliwa: rosło przy glutaminianie z jabłczanem, a malało przy bursztynianie. Zdolność zatrzymywania wapnia nie zmieniła się. To badanie farmakologii mitochondriów, a nie funkcji serca czy glikemii. Pokazuje ono, że barwnik nie jest antyoksydantem o jednolitym działaniu. To, czy uwalnianie utleniaczy rośnie, czy maleje, zależy od substratu wykorzystywanego przez mitochondrium. Powiązane informacje znajdziesz w omówieniu błękitu metylenowego w badaniach układu sercowo-naczyniowego.

Tabela modeli i punktów końcowych: co badano, co się zmieniło, a co nie

Ludzie: danych dotyczących glikemii niemal nie ma

Badanie może dotyczyć ran u osób z cukrzycą bez analizowania kontroli glikemii, a badanie zabiegu stomatologicznego może uwzględniać HbA1c jako pomiar dodatkowy, nie oceniając leczenia cukrzycy.

Jedno zarejestrowane badanie, NCT05850611, przewiduje doustne podawanie błękitu metylenowego (70 mg w mleku przez cztery tygodnie) osobom z owrzodzeniem stopy cukrzycowej, z pomiarami między innymi glukozy na czczo, insuliny i HbA1c, ale nie udostępniono jego wyników. W niewielkim opublikowanym badaniu pilotażowym połączono żel z osocza bogatopłytkowego z małą dawką barwnika podawaną doustnie w przypadku owrzodzenia stopy i przedstawiono wyniki dotyczące rany oraz utlenowania, a nie glikemii. Badania stomatologiczne, w których barwnik stosowano miejscowo jako aktywowany światłem środek przeciwdrobnoustrojowy u pacjentów z zapaleniem przyzębia i cukrzycą, nie wykazały istotnej korzyści w zakresie HbA1c. Barwnik w kieszonce dziąsłowej to co innego niż ogólnoustrojowa terapia metaboliczna, więc te wyniki bez wykazanej korzyści również nie mówią nic o podawaniu doustnym.

Uczciwe podsumowanie: żadne opublikowane dane z badań na ludziach nie wskazują, że błękit metylenowy podawany ogólnoustrojowo poprawia HbA1c, glikemię na czczo lub poziom insuliny w cukrzycy. Brak dowodów nie dowodzi braku efektu, ale podważa przekaz marketingowy przedstawiający wychwyt przez komórki lub wyniki dotyczące serca szczurów jako dowód poprawy kontroli glikemii. Zanim ktokolwiek zacznie eksperymentować, informacje o ograniczeniach bezpieczeństwa, w tym ryzyku zespołu serotoninowego przy stosowaniu powszechnych leków przeciwdepresyjnych, znajdzie w artykule bezpieczeństwo błękitu metylenowego i interakcje z lekami.

Jak korzystać z tych dowodów, nie oszukując samego siebie

Wyobraź sobie trzy maszyny. Pierwsza to drzwi dla glukozy w jednej hodowanej komórce. Druga to mitochondrium w sercu szczura. Trzecia to osoba z cukrzycą — z trzustką, wątrobą, mięśniami, nerkami, lekami i posiłkami. Wykazano, że barwnik oddziałuje na pierwszą i drugą maszynę. Nie wykazano, by trzecia reagowała lepszą kontrolą glikemii.

To rozróżnienie streszcza cały artykuł w jednym akapicie. Twierdzenie o zastosowaniu błękitu metylenowego w leczeniu cukrzycy, które odwołuje się do aktywacji transporterów lub acetylacji białek mitochondrialnych zamiast do punktu końcowego dotyczącego glikemii, zmienia temat. Wyniki dotyczące sirtuiny 3 i utleniania tłuszczów nadal warto śledzić, ale badanie, na które należy czekać, jest konkretne: kontrolowana próba u osób z cukrzycą, w której głównym punktem końcowym jest HbA1c, glikemia na czczo lub poziom insuliny.