Insulin

Perubahan kecil glukosa darah memengaruhi sel produksi insulin

Manu5 / CC BY-SA

Dengan mempelajari sel beta pada tikus lab yang kadar glukosa darahnya sedikit naik, lab Weir menemukan perubahan dalam ekspresi gen yang tidak hanya mempengaruhi seberapa baik fungsi sel tetapi juga kemampuan mereka untuk membelah dan tumbuh, serta rentan terhadap autoimunitas dan peradangan.

Weir, profesor kedokteran di Harvard Medical School, telah lama mempelajari fenomena diabetes tipe 2 yang membingungkan yaitu pelepasan insulin fase pertama dan bagaimana pelepasan ini ditutup ketika penyakitnya berkembang.

Pada orang sehat dengan kadar glukosa darah normal, Weir menjelaskan, tubuh merespon dengan cepat terhadap glukosa dengan lonjakan sekresi insulin. “Jika kemudian Ada orang yang memiliki kadar glukosa sedikit lebih tinggi, di atas 100 mg / dl, yang bahkan belum diabetes, pelepasan insulin tahap pertama ini terganggu, ” jelasnya. “Dan ketika kadarnya di atas 115 mg / dl, itu hilang. Jadi sebenarnya semua sel beta tidak merespons stimulus akut tersebut”. Untungnya, sel mampu dan merespons rangsangan lain dengan cukup baik untuk menjaga glukosa darah dalam kisaran pradiabetes.

Dalam penelitian sebelumnya, Weir dan rekannya mempelajari fenomena ini pada tikus lab yang menghasilkan kadar glukosa darah sedikit tinggi, dan menemukan bahwa sel beta tikus mengeluarkan lebih sedikit insulin. Dalam percobaan terbarunya, tim Joslin menggunakan pendekatan yang sama bersama dengan metode “sekuensing RNA” untuk mengungkap pola ekspresi gen dalam sel beta, baik empat minggu atau sepuluh minggu setelah operasi.

Kami menemukan perubahan luar biasa dalam ekspresi gen, dan semakin tinggi glukosa, semakin buruk pula perubahannya” jelas Gordon Weir, MD, peneliti senior dan dokter staf senior di Joslin Diabetes Center.

Seperti yang diperkirakan, gen yang terlibat dalam sekresi insulin sangat aktif dalam sel beta. Yang lebih mengejutkan lagi yaitu perubahan baru dalam ekspresi gen yang dapat membuat sel lebih rentan. Beberapa perubahan ini terkait dengan pertumbuhan sel — sel beta yang sehat dapat merespons peningkatan kadar glukosa darah dengan menyalin diri mereka sendiri, tetapi sel-sel ini macet ketika mereka mencoba membelah. Selain itu, sel-sel menunjukkan banyak perbedaan dalam ekspresi gen yang terlibat dalam peradangan sel dan autoimunitas.

Pada diabetes tipe 1, sel T mulai membunuh sel beta dan kadar glukosa darah mulai meningkat. Tim Weir menemukan bahwa pada tikus dengan kadar glukosa yang sedikit lebih besar, sel beta menunjukkan peningkatan dramatis dalam ekspresi beberapa gen yang terlibat dalam interaksi sel T. Efek itu bisa membuat sel beta menjadi serangan autoimun, dan kemudian mempercepat penyakit.

Temuan ini dapat meningkatkan pemahaman tentang kematian sel beta yang cepat yang dialami pasien sebelum didiagnosis dengan diabetes tipe 1, ucap Weir. Ini juga mungkin menjelaskan periode “bulan madu” yang dialami beberapa orang setelah diagnosis, di mana kadar glukosa darah mereka relatif mudah dikendalikan. Selama periode ini, jika perawatan insulin dapat membawa sel-sel beta kembali ke tingkat glukosa yang sedikit meningkat, sel tersebut dapat berfungsi jauh lebih baik, jelasnya.

Toksisitas glukosa juga dapat memicu hilangnya pelepasan insulin fase pertama saat diabetes tipe 2 berkembang, ucap Weir. Ahli imunologi sering menyalahkan kehilangan ini pada peradangan sel beta, tetapi penelitian lain menunjukkan bahwa kurang dari setengah sel ini tampaknya menderita peradangan.

Jadi entah bagaimana sel-sel beta ini tanpa bukti peradangan akhirnya tidak mensekresi dengan benar, ” jelas Weir. “Kami pikir ini dikarenakan kadar glukosa yang lebih tinggi

Banyak bukti menunjukkan peran kadar glukosa darah yang lebih tinggi pada diabetes tipe 2 berasal dari subset orang yang menjalani operasi bypass lambung yang “sembuh” dari diabetes dan kembali ke kadar glukosa darah yang sehat. “Pelepasan insulin fase pertama mereka juga kembali normal, dan sangat cocok dengan hipotesis kami, ” ucapnya.

Jurnal Referensi:

Ebrahimi AG, Hollister-Lock J, Sullivan BA, Tsuchida R, Bonner-Weir S, Weir GC. Beta cell identity changes with mild hyperglycemia: Implications for function, growth, and vulnerability. Mol Metab. 2020;35:100959. doi:10.1016/j.molmet.2020.02.002

Tautan ke artikel asli: Small rises in blood glucose trigger big changes in insulin-producing cells / Joslin Diabetes Center

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan penerjemahan menjadi tanggungjawab kami.