Kan dit aminozuur de glucoseregulatie bij diabetes verbeteren?
De ontdekking van een voorheen onbekend effect van het aminozuur alanine op het celmetabolisme zou kunnen leiden tot nieuwe geneesmiddelen voor kortetermijncontrole van de bloedglucose.
Aminozuren zijn kleine bouwsteenmoleculen die het lichaam gebruikt om eiwitten te maken. Alanine wordt geclassificeerd als een niet-essentieel aminozuur omdat het lichaam het kan maken zonder het uit voedsel te halen.
Wetenschappers van het Joslin Diabetes Center en de Harvard Medical School, beide in Boston, MA, hebben nu een nieuwe en unieke rol voor alanine ontdekt door het te bestuderen in laboratoriumcellen en muizen.
Het lijkt erop dat het aminozuur het enzym AMP-kinase (AMPK) activeert dat de energieproductie in cellen verhoogt. Dit resulteert in een kortstondige verlaging van de bloedglucose zonder insuline.
Een studiepaper over de bevindingen staat nu in het tijdschrift Moleculair metabolisme.
"AMPK", zegt Dr. Mary-Elizabeth Patti, hoofdonderzoeker van de studie, universitair hoofddocent geneeskunde aan de Harvard Medical School en onderzoeker aan het Joslin Diabetes Center, "is een enzym in cellen door het hele lichaam dat wordt geactiveerd wanneer voedingsstoffen worden aangevoerd. zijn laag, of als reactie op inspanning. "
AMPK en metabolisme
Het is mogelijk dat de ontdekking over het effect van alanine op AMPK uiteindelijk zou kunnen leiden tot een pil die iemand voor een maaltijd kan inslikken om een tijdelijk effect op het glucosemetabolisme uit te oefenen.
"Dit is echter een onderzoek in een vroeg stadium, en we moeten het concept zowel bij muizen als uiteindelijk bij mensen testen", voegt Dr. Patti toe.
Wetenschappers wisten al dat AMPK helpt bij het reguleren van het metabolisme op cel-, weefsel- en systemisch niveau als reactie op nutriëntenniveaus.
AMPK bereikt dit op verschillende manieren. In cellen bijvoorbeeld, wanneer het het triggersignaal ontvangt, schakelt het genen in die de energieproductie verhogen.
"AMPK is een goede zaak", legt dr. Patti uit, "en het kan ook worden geactiveerd door een verscheidenheid aan behandelingen voor diabetes type 2, zoals metformine."
Type 2-diabetes ontstaat door insulineresistentie, een aandoening waarbij het lichaam niet goed reageert op insuline, het hormoon dat cellen helpt bij het opnemen en gebruiken van bloedsuiker, of glucose.
Ongeveer 90-95 procent van de 30 miljoen mensen met diabetes in de Verenigde Staten heeft type 2. Hoewel diabetes type 2 doorgaans optreedt na de leeftijd van 45 jaar, komt het steeds vaker voor bij jongere volwassenen en kinderen.
Alanine ‘consequent geactiveerde AMPK’
Dr. Patti en haar team wilden weten of bepaalde aminozuren AMPK activeerden. Ze wilden ook begrijpen hoe het triggermechanisme werkt op cel- en systemisch niveau.
Ze begonnen met het screenen van verschillende aminozuren met behulp van rattenlevercellen. Ze gebruikten levercellen omdat de lever een sleutelrol speelt bij het reguleren van glucose in het lichaam.
"Alanine was het enige aminozuur dat AMPK consequent kon activeren", merkt Dr. Patti op.
In de volgende fase van het onderzoek bevestigde het team dat alanine de metabolische activiteit van AMPK veroorzaakte. Ze voerden ook tests uit om dit te bevestigen in levercellen van mensen en muizen.
Alle tests toonden aan dat alanine AMPK veroorzaakte in levercellen van ratten, muizen en mensen, ongeacht of de glucosespiegels in de cellen hoog of laag waren.
Alanine verlaagde glucose bij muizen
De wetenschappers voerden vervolgens tests uit op levende muizen. Ze zagen dat de niveaus van AMPK in de muizen omhoog gingen als ze de dieren orale doses alanine gaven. Ze ontdekten ook dat muizen die alanine kregen voordat ze een glucosedosis kregen, lagere glucosespiegels ontwikkelden.
Verdere tests lieten zien dat hetzelfde mechanisme aanwezig was bij muizen met en zonder obesitas, hoewel glucose vaak anders metaboliseert bij muizen met onder- en overgewicht.
In een laatste reeks experimenten onthulden de onderzoekers dat de veranderingen in glucosespiegels niet het gevolg waren van insuline- en glucagonsecretie. In plaats daarvan waren ze te danken aan het feit dat AMPK de lever hielp om glucose te gebruiken en er minder van af te geven door een celmetabolisme te veranderen.
"Al deze gegevens samen suggereren dat aminozuren, en in het bijzonder alanine, een unieke potentiële manier kunnen zijn om het glucosemetabolisme te wijzigen."
Dr. Mary-Elizabeth Patti
