Cukrzyca jest przewlekłą chorobą metaboliczną, która charakteryzuje się podwyższonym poziomem glukozy we krwi, co z czasem prowadzi do poważnych uszkodzeń serca, naczyń krwionośnych, oczu, nerek i nerwów. Według szacunków Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) obecnie na cukrzycę chorują około 422 miliony ludzi na całym świecie, a z powodu powikłań bezpośrednio związanych z cukrzycą umiera co roku około 1,5 miliona osób. Co więcej, z roku na rok przybywa chorych i to coraz szybciej, cukrzyca stanowi zatem poważne wyzwanie dla medycyny.
Istnieje kilka rodzajów cukrzycy. Najbardziej rozpowszechniona jest cukrzyca typu 2 związana albo z niewłaściwym działaniem insuliny (insulinooporność), albo z jej niedoborem. Cukrzyca typu 1 natomiast (nazywana też cukrzycą młodzieńczą lub cukrzycą insulinozależną) jest chorobą związaną z całkowitym brakiem insuliny w organizmie. Powodem jest zła praca trzustki, która albo w ogóle nie wydziela insuliny, albo produkuje tylko jej znikome ilości. Insulina jest hormonem, który utrzymuje stabilny poziom cukru we krwi.
Objawy cukrzycy typu 2 i cukrzycy typu 1 są w zasadzie podobne, inne są natomiast źródła tych schorzeń. Cukrzyca typu 1 jest chorobą z autoagresji, schorzeniem, w którym układ immunologiczny całkowicie niszczy komórki beta w trzustce, odpowiedzialne za produkcję insuliny. Stoją za tym pewne predyspozycje genetyczne. Przy cukrzycy typu 1 pacjent musi więc przyjmować insulinę już do końca życia, natomiast nie każdy chory na cukrzycę typu 2 jest leczony insuliną (ale powinien przyjmować innego typu leki oraz zadbać o zdrowy styl życia). Za cukrzycę typu 2 odpowiadają prawdopodobnie zarówno czynniki genetyczne, insulinooporność, jak i czynniki środowiskowe, w tym otyłość brzuszna. Prawdziwym wyzwaniem dla nauki pozostaje znalezienie odpowiedzi na pytanie, skąd się biorą zaburzenia w działaniu insuliny?
Winien jeden enzym?
W grudniowym wydaniu czasopisma "Cell" pojawił się artykuł, w którym naukowcy z Case Western Reserve University w USA starają się odpowiedzieć na pytanie, jak to się dzieje, że insulina nagle przestaje dobrze działać. Uważają, że ma to związek z rozregulowaniem procesu zwanego S-nitrozylacją, czyli procesu "kowalencyjnego przyłączenia grupy tlenku azotu do bocznego łańcucha tiolowego cysteiny". Naukowcy skoncentrowali się więc na zbadaniu roli tlenku azotu w kontekście zaburzeń w działaniu insuliny.
- S-nitrozylacja reguluje mechanizmy komórkowe, które leżą u podstaw szerokiego zakresu krytycznych funkcji, w tym apoptozy, metabolizmu komórkowego, transportu błonowego, fosforylacji białek, aktywności enzymów (...) - wyjaśniają naukowcy na łamach "Nature".
Rozregulowanie procesu S-nitrozylacji, czyli nadmierne wiązanie się tlenku azotu z kluczowymi białkami, ma prawdopodobnie wpływ na pojawienie się wielu chorób, w tym stwardnienia rozsianego, choroby Parkinsona, chorób płuc, nadciśnienia, niedokrwistości sierpowatokrwinkowej i astmy. Naukowcy od dawna podejrzewali, że podobne procesy mogą leżeć także u źródła chorób metabolicznych, takich jak cukrzyca typu 2. Poszukali zatem bezpośredniej przyczyny złego działania insuliny. W końcu udało im się odkryć nowy enzym "nośnikowy", zwany SCAN (nitrozylaza wspomagana SNO-CoA), który pomaga przyłączać tlenek azotu do białek docelowych, takich jak receptory insuliny.
Odkryli, że enzym SCAN jest niezbędny do prawidłowego działania insuliny, ale jego nadaktywność szkodzi, co pokazały badania z udziałem pacjentów z cukrzycą. Do doświadczeń wykorzystali też myszy z oznakami insulinooporności. I tutaj także zauważyli ten sam mechanizm, czyli nadmierną aktywność enzymu SCAN, a gdy go zablokowali, objawy cukrzycy u myszy zaniknęły (czyli poziom cukru we krwi powrócił do normy). Te wyniki sugerują, że przyczyną cukrzycy typu 2 może być nadmiar tlenku azotu przyłączanego do białek, takich jak insulina, w czym udział bierze wspomniany wyżej enzym.
Pokazujemy, że blokowanie tego enzymu chroni przed cukrzycą, ale odkryty przez nas mechanizm może dotyczyć jeszcze wielu innych chorób, które są związane z nadaktywnością enzymów przyłączających tlenek azotu. (...) Kolejnym krokiem mogłoby być opracowanie leków blokujących taki enzym
- mówi prof. Jonathan Stamler, główny naukowiec zaangażowany w badania.
Źródła: Cell, Nature.com
