Metilensko modrilo in sladkorna bolezen: razlaga prenosa glukoze in raziskav na živalih

Vprašanje v ozadju pretiranega navdušenja

Ta sklep se zdi logičen, vendar temelji na napačnem miselnem modelu. Tri različne pojave obravnava, kot da bi bili en sam: vstop glukoze v posamezno celico v laboratorijski posodi, presnovo v mitohondriju srčne celice in uravnavanje glukoze v celotnem človeškem organizmu. Vsak ima svoje meritve in omejitve. Ta članek jih obravnava ločeno.

Kratek odgovor: metilensko modrilo res aktivira prenos glukoze v eni dobro raziskani celični liniji ter spreminja mitohondrijsko biokemijo in nekatere kazalnike delovanja srca pri podganah s sladkorno boleznijo. Toda v najdaljši raziskavi na podganah ni spremenilo glukoze na tešče ali glikiranega hemoglobina, nobeni objavljeni dokazi pri ljudeh pa ne kažejo, da sistemsko uporabljeno metilensko modrilo izboljšuje krvni sladkor, HbA1c ali inzulin pri sladkorni bolezni.

Celice: hitrejši vstop glukoze skozi prenašalce, ki so že v membrani

Raziskovalci so uporabili fibroblaste L929, celično linijo, pri kateri je privzem glukoze odvisen od enega samega prenašalca, GLUT1. Ker je prisoten le en prenašalec, mora vsaka sprememba privzema izvirati iz njega.

Ko je ekipa te celice izpostavila metilenskemu modrilu, se je privzem sledilca povečal v 10 minutah in je bil odvisen od odmerka. Pri 50 mikromolarni koncentraciji in 45 minutah izpostavljenosti je dosegel približno 800 odstotkov izhodiščne vrednosti. Kinetična podrobnost je pomembna: največja hitrost (Vmax) se je povečala, medtem ko sta afiniteta (Km) in količina beljakovine GLUT1 ostali nespremenjeni. Skozi enako število vrat je vsako minuto prešlo več glukoze. Barvilo je aktiviralo prenašalce, ki so že bili v membrani, namesto da bi dodalo nove.

Kontrolni poskusi sliko izostrijo. Reducirana (brezbarvna) oblika ni imela učinka. Zunajcelični oksidant, ki je barvilu preprečil vstop, je zavrl tako obarvanje kot stimulacijo. Zaviralci signalnih poti AMP-kinaze in PI-kinaze niso ničesar spremenili, kar govori proti vpletenosti teh dveh znanih signalnih poti.

Prva domneva je bila redoks kroženje: barvilo prenaša elektrone, povzroči blag celični stres, celice pod stresom pa odprejo vrata za glukozo. Nadaljnja raziskava je preverila to zamisel. Raziskovalci so uporabili metil-beta-ciklodekstrin, obročasto molekulo, ki ujame metilensko modrilo v inkluzijski kompleks (asociacijska konstanta blizu 310 M-1). Ujeto barvilo ni obarvalo celic niti spodbudilo privzema, izpiranje barvila pa je bilo tesno povezano z izgubo učinka. Njihov sklep je nasprotoval razlagi z redoks kroženjem: aktivacija verjetno izvira iz neposrednega medsebojnega delovanja barvila z neko beljakovino v poti aktivacije GLUT1, ne pa iz splošnega oksidativnega stresa.

Mehanizem delovanja ima ozek domet. Metilensko modrilo lahko akutno in reverzibilno aktivira privzem prek GLUT1 v celicah L929 z vstopom v celico in medsebojnim delovanjem na ravni beljakovin. To ne pove ničesar o inzulinu, trebušni slinavki ali krvnem sladkorju pri živi živali. Za širši kontekst o barvilu kot prenašalcu elektronov glejte kako metilensko modrilo deluje kot prenašalec elektronov. Za pravila razumevanja celičnih raziskav glejte kako brati raziskave o metilenskem modrilu.

Podgane s sladkorno boleznijo: spremenjena srca, nespremenjen krvni sladkor

Raziskave na živalih prehajajo na drug pojav: srce pri sladkorni bolezni. Obe raziskavi na podganah sta uporabili streptozotocin, toksin, ki uniči beta celice, ki proizvajajo inzulin, in ustvari stanje, podobno sladkorni bolezni tipa 1. Bralci, ki iščejo informacije o metilenskem modrilu in sladkorni bolezni tipa 2, naj to neskladje upoštevajo že na začetku. Te živali nimajo sladkorne bolezni tipa 2.

V raziskavi dolgotrajne uporabe so samci podgan seva Lewis prejemali 10 mg na kg na dan v pitni vodi 11 tednov, ob tem pa majhne odmerke inzulina za preprečevanje hiranja, ne da bi se glukoza normalizirala. V srčnih mitohondrijih je barvilo pomagalo oksidirati NADH, zvišalo NAD+ in povečalo deacetilazno aktivnost sirtuina 3. Proteomska analiza je pokazala manjšo acetilacijo na 83 mestih na 34 mitohondrijskih beljakovinah, vključenih v oksidacijo maščob, cikel citronske kisline in prenos elektronov. Oksidacija dolgoverižnih maščobnih kislin in aktivnost hidroksiacil-CoA-dehidrogenaze sta se zmanjšali, kar so razlagali kot ublažitev toge pretirane odvisnosti srca pri sladkorni bolezni od maščob. Srčni volumni in iztisni delež so se izboljšali, kazalnik hipertrofije pa se je normaliziral, čeprav so tlaki in hitrost krčenja ostali znižani.

Najpomembnejši rezultat je naslednji: glikemija se ni spremenila. Glukoza na tešče in glukoza zunaj teščega stanja sta ostali visoki, HbA1c pa je pri zdravljenih in nezdravljenih podganah s sladkorno boleznijo ostal blizu 5.6 odstotka, brez pomembnega učinka zdravljenja. Barvilo prav tako ni odpravilo okvare dihanja prek kompleksov I in II v izoliranih mitohondrijih. Delovanje srca se je po nekaterih kazalnikih izboljšalo, uravnavanje glukoze in osnovna okvara dihanja pa ne. Ločeni izidi so ostali ločeni.

Druga raziskava je potekala na manjši ravni: mitohondriji, izolirani iz zdravih src in src po dveh mesecih sladkorne bolezni, so med meritvijo prejeli en nizek odmerek pri 0.1 mikromolarni koncentraciji. Poraba kisika se je povečala tako s substrati kompleksa I kot s substrati kompleksa II. Sproščanje vodikovega peroksida pa se je razlikovalo glede na gorivo: povečalo se je z glutamatom in malatom, zmanjšalo pa s sukcinatom. Zadrževanje kalcija se ni spremenilo. To je mitohondrijska farmakologija, ne raziskava delovanja srca ali glukoze. Njen nauk je, da barvilo ne deluje enotno kot antioksidant. Ali se sproščanje oksidantov poveča ali zmanjša, je odvisno od substrata, ki ga mitohondrij porablja. Za povezano obravnavo glejte metilensko modrilo v srčno-žilnih raziskavah.

Preglednica modelov in izidov: kaj so preizkusili, kaj se je spremenilo in kaj ne

Ljudje: podatkov o glikemičnih učinkih pri ljudeh skoraj ni

Raziskava lahko preučuje rane pri ljudeh s sladkorno boleznijo, ne da bi preučevala uravnavanje glukoze, zobozdravstveni poseg pa lahko poroča o HbA1c kot dodatni meritvi, ne da bi preizkušal zdravljenje sladkorne bolezni.

Ena registrirana raziskava, NCT05850611, načrtuje peroralno uporabo metilenskega modrila (70 mg v mleku, štiri tedne) pri razjedi diabetičnega stopala, med meritvami pa so glukoza na tešče, inzulin in HbA1c, vendar rezultatov še nima objavljenih. Majhna objavljena pilotna raziskava je pri razjedi stopala kombinirala gel iz plazme, bogate s trombociti, in nizek peroralni odmerek barvila ter poročala o izidih glede rane in oksigenacije, ne pa o glikemičnih izidih. Zobozdravstvene raziskave, ki so barvilo lokalno uporabljale kot protimikrobno sredstvo, aktivirano s svetlobo, pri bolnikih s parodontitisom in sladkorno boleznijo, niso pokazale pomembne prednosti glede HbA1c. Barvilo v obzobnem žepu je nekaj drugega kot sistemsko presnovno zdravljenje, zato ti rezultati brez učinka prav tako ne povedo ničesar o peroralnem odmerjanju.

Pošten povzetek: nobeni objavljeni dokazi pri ljudeh ne kažejo, da sistemsko uporabljeno metilensko modrilo izboljšuje HbA1c, glukozo na tešče ali inzulin pri sladkorni bolezni. Odsotnost dokazov ni dokaz, da učinka ni, vendar ne podpira trženja, ki privzem v celice ali ugotovitve v srcih podgan predstavlja kot dokaz uravnavanja glukoze. Za varnostne omejitve pred kakršnim koli preizkušanjem, vključno s tveganjem za serotoninski sindrom ob običajnih antidepresivih, glejte varnost metilenskega modrila in medsebojno delovanje z zdravili.

Kako uporabiti te dokaze, ne da bi zavajali sami sebe

Predstavljajte si tri stroje. Prvi stroj so vrata za glukozo v eni gojeni celici. Drugi stroj je mitohondrij v srcu podgane. Tretji stroj je človek s sladkorno boleznijo, s trebušno slinavko, jetri, mišicami, ledvicami, zdravili in obroki. Barvilo dokazano vpliva na prvi in drugi stroj. Za tretji stroj ni dokazano, da bi se odzval z boljšim uravnavanjem glukoze.

Ta razlika povzema članek v enem odstavku. Trditev o uporabi metilenskega modrila pri obravnavi sladkorne bolezni, ki se namesto na glikemični izid sklicuje na aktivacijo prenašalcev ali mitohondrijsko acetilacijo, je preusmerila temo. Ugotovitve o sirtuinu 3 in oksidaciji maščob ostajajo vredne spremljanja, vendar je poskus, na katerega je treba biti pozoren, konkreten: kontrolirana raziskava pri ljudeh s sladkorno boleznijo, ki kot primarni izid meri HbA1c, glukozo na tešče ali inzulin.