Η ανακάλυψη της ινσουλίνης πριν από 100 χρόνια άνοιξε μια πόρτα που έδωσε ζωή και ελπίδα σε εκατομμύρια ανθρώπους με διαβήτη. Από τότε, η ινσουλίνη, η ορμόνη που παράγεται στο πάγκρεας, θεωρείται το πρωταρχικό μέσο για τη θεραπεία των καταστάσεων που χαρακτηρίζονται από υψηλό σάκχαρο στο αίμα (γλυκόζη), όπως ο διαβήτης. Τώρα, οι επιστήμονες του Salk ανακάλυψαν ένα δεύτερο μόριο, που παράγεται στον λιπώδη ιστό, το οποίο, όπως η ινσουλίνη, ρυθμίζει επίσης ισχυρά και γρήγορα τη γλυκόζη του αίματος. Η ανακάλυψή τους θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων θεραπειών για τη θεραπεία του διαβήτη και επίσης θέτει τα θεμέλια για πολλά υποσχόμενους νέους δρόμους στην έρευνα του μεταβολισμού.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στο Cell Metabolism στις 4 Ιανουαρίου 2022, δείχνει ότι μια ορμόνη που ονομάζεται FGF1 ρυθμίζει τη γλυκόζη στο αίμα αναστέλλοντας τη διάσπαση του λίπους (λιπόλυση). Όπως η ινσουλίνη, το FGF1 ελέγχει τη γλυκόζη του αίματος αναστέλλοντας τη λιπόλυση, αλλά οι δύο αυτές ορμόνες το κάνουν με διαφορετικούς τρόπους. Είναι σημαντικό ότι αυτή η διαφορά θα μπορούσε να επιτρέψει τη χρήση του FGF1 για την ασφαλή και επιτυχή μείωση της γλυκόζης στο αίμα σε άτομα που υποφέρουν από αντίσταση στην ινσουλίνη.
Η εύρεση μιας δεύτερης ορμόνης που καταστέλλει τη λιπόλυση και μειώνει τη γλυκόζη είναι μια σημαντική επιστημονική ανακάλυψη. Αυτός ο νέος παράγοντςα στη ρύθμιση της λιπόλυσης που ανακαλυφθηκε θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς γίνεται η διαχείριση των αποθεμάτων ενέργειας στο σώμα.
Όταν τρώμε, τα πλούσια σε ενέργεια λίπη και η γλυκόζη εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος. Η ινσουλίνη κανονικά μεταφέρει αυτά τα θρεπτικά συστατικά στα κύτταρα των μυών και του λιπώδους ιστού, όπου είτε χρησιμοποιούνται αμέσως είτε αποθηκεύονται για μελλοντική χρήση. Σε άτομα με αντίσταση στην ινσουλίνη, η γλυκόζη δεν απομακρύνεται αποτελεσματικά από το αίμα και η αυξημένη λιπόλυση αυξάνει τα επίπεδα λιπαρών οξέων. Αυτά τα επιπλέον λιπαρά οξέα επιταχύνουν την παραγωγή γλυκόζης από το ήπαρ, που επιδεινώνει τα ήδη υψηλά επίπεδα γλυκόζης. Επιπλέον, τα λιπαρά οξέα συσσωρεύονται σε διάφορα όργανα, επιδεινώνοντας την αντίσταση στην ινσουλίνη, που είναι το χαρακτηριστικό του διαβήτη και της παχυσαρκίας.
Σε προηγούμενες μελέτες, διαπιστώθηκε ότι η έγχυση FGF1 μείωσε δραματικά τη γλυκόζη στο αίμα σε ποντίκια και ότι η χρόνια θεραπεία με FGF1 ανακούφισε την αντίσταση στην ινσουλίνη. Αλλά το πώς λειτούργησε παρέμεινε ένα μυστήριο.
Στην τρέχουσα μελέτη, η ερευνητική ομάδα διερεύνησε τους μηχανισμούς πίσω από αυτά τα φαινόμενα και τον τρόπο σύνδεσής τους.
- Πρώτον, έδειξαν ότι το FGF1 καταστέλλει τη λιπόλυση, όπως κάνει η ινσουλίνη.
- Στη συνέχεια έδειξαν ότι το FGF1 ρυθμίζει την παραγωγή γλυκόζης στο ήπαρ, όπως κάνει η ινσουλίνη. Αυτές οι ομοιότητες οδήγησαν την ομάδα να αναρωτηθεί εάν το FGF1 και η ινσουλίνη χρησιμοποιούν τις ίδιες οδούς σηματοδότησης (επικοινωνίας) για τη ρύθμιση της γλυκόζης στο αίμα.
Ήταν ήδη γνωστό ότι η ινσουλίνη καταστέλλει τη λιπόλυση μέσω του PDE3B, ενός ενζύμου που εκκινεί μια οδό σηματοδότησης, έτσι η ομάδα εξέτασε μια πλήρη σειρά παρόμοιων ενζύμων, με το PDE3B στην κορυφή της λίστας τους. Έμειναν έκπληκτοι όταν διαπίστωσαν ότι το FGF1 χρησιμοποιεί ένα διαφορετικό μονοπάτι – το PDE4.
Αυτός ο μηχανισμός είναι βασικά ένας δεύτερος βρόχος, με όλα τα πλεονεκτήματα μιας παράλληλης οδού. Στην αντίσταση στην ινσουλίνη, η σηματοδότηση της ινσουλίνης είναι εξασθενημένη. Ωστόσο, με έναν διαφορετικό καταρράκτη σηματοδότησης, αν το ένα δεν λειτουργεί, το άλλο μπορεί. Με αυτόν τον τρόπο διατηρείται ο έλεγχος της λιπόλυσης και η ρύθμιση της γλυκόζης στο αίμα.
Η εύρεση της οδού PDE4 ανοίγει νέες ευκαιρίες για ανακάλυψη φαρμάκων και για βασική έρευνα που θα επικεντρώνεται στην αυξημένη γλυκόζη αίματος (υπεργλυκαιμία) και την αντίσταση στην ινσουλίνη. Οι επιστήμονες είναι πρόθυμοι να διερευνήσουν τη δυνατότητα τροποποίησης του FGF1 για τη βελτίωση της δραστηριότητας του PDE4. Μια άλλη διαδρομή είναι η στόχευση πολλαπλών σημείων στη διαδρομή σηματοδότησης πριν από την ενεργοποίηση του PDE4.
Η μοναδική ικανότητα του FGF1 να προκαλεί διαρκή μείωση της γλυκόζης σε ανθεκτικά στην ινσουλίνη διαβητικά ποντίκια είναι μια πολλά υποσχόμενη θεραπευτική οδός για τους διαβητικούς ασθενείς. Ελπίζουμε ότι η κατανόηση αυτής της οδού θα οδηγήσει σε καλύτερες θεραπείες για τους διαβητικούς ασθενείς. Τώρα που έχουμε ένα νέο μονοπάτι, μπορούμε να καταλάβουμε το ρόλο του στην ενεργειακή ομοιόσταση στο σώμα και πώς να το χειριστούμε.
Βιβλιογραφία
Gencer Sancar, Sihao Liu, Emanuel Gasser, Jacqueline G. Alvarez, Christopher Moutos, Kyeongkyu Kim, Tim van Zutphen, Yuhao Wang, Timothy F. Huddy, Brittany Ross, Yang Dai, David Zepeda, Brett Collins, Emma Tilley, Matthew J. Kolar, Ruth T. Yu, Annette R. Atkins, Theo H. van Dijk, Alan Saghatelian, Johan W. Jonker, Michael Downes, Ronald M. Evans. FGF1 and insulin control lipolysis by convergent pathways. Cell Metabolism, 2022; 34 (1): 171 DOI: 10.1016/j.cmet.2021.12.004
