“重新加热”在胰岛素的细胞中的新陈代谢可能有助于2型糖尿病治疗

研究人员发现了一种以前未知的方式，胰腺细胞决定胰岛素的分泌程度是多少。它可以提供有希望的新目标，用于开发用于促进2型糖尿病患者的胰岛素生产的药物。

在最近发表的两篇论文中细胞新陈代谢，来自威斯康星大学 - 麦迪逊及其同事的科学家指出了被忽视的酶丙酮酸激酶作为胰腺β的主要方式细胞感测糖水平并释放适当的量胰岛素。

从啮齿动物和人类胰腺中的若干概念证明实验中，该团队发现药物刺激丙酮酸激酶不仅增加了胰岛素的分泌，而且在肝脏，肌肉和红细胞中具有其他代谢保护作用。研究结果表明，激活丙酮酸激酶可能是一种新的增加方式胰岛素分泌为了抗衡2型糖尿病，但在任何新的治疗方法之前都需要更多的研究。

“太多的胰岛素会把血糖降低到危险的水平，太少的胰岛素会导致糖尿病，”Matthew merins说，他是华盛顿大学医学和公共卫生学院的医学教授，他领导了这项工作。“我们现在的问题是:葡萄糖和氨基酸等营养物质是如何激活胰腺中的细胞，从而释放出适量的胰岛素的?”

这项工作是通过仔细分析关键生化事件的矛盾时间来完成的，这是对胰腺β细胞如何对血液中的营养物质作出反应的普遍理解。研究人员指出了一个新的、更丰富的模型来理解如何控制这个重要的过程，从而解决这些不一致。

几十年来，科学家认为线粒体，细胞中的能量发生器，引发了胰岛素分泌。这是一种自然的解释，因为线粒体产生高能量分子ATP，在耗尽ATP的低能量版本，ADP中。ADP的下降刺激钙 - 最终触发释放储存的胰岛素。

但时机不合情理。线粒体在胰岛素分泌开始后才最活跃，而不是之前。此外，线粒体在耗尽足够的ADP来触发胰岛素分泌之前就会停止活动。

解决这些明显悖论的线索来自20世纪80年代心肌细胞的研究。当时，科学家发现，酶丙酮酸激酶 - 它转化为能量，独立于线粒体 - 可能会严重消耗ADP。该过程发生在胰腺中insulin释放中的ADP感测蛋白质附近。也许，Merrins的团队思想，胰腺利用这种接近的途径释放胰岛素。

在最初的实验中，研究人员提供糖和ADP胰腺细胞含有丙酮酸激酶。酶吞噬了两种组分，耗尽ADP。因为丙酮酸激酶位于ADP传感蛋白附近，所以触发胰岛素分泌，它具有很大的效果。

“这是我们论文中重要的概念之一:新陈代谢的位置对其功能至关重要，”Merrins说。

使用鼠标和人类胰岛素，释放胰岛素的细胞簇，研究人员试图刺激丙酮酸激酶活性。激活酶释放胰岛素的药物，但只有当含有足够的糖的糖尿病时，丙酮酸激酶不能被迫释放过多的胰岛素。

“丙酮酸激酶不会改变进入细胞的燃料量，它只是改变了燃料的使用方式，”merins说。“活性丙酮酸激酶能强烈促进胰岛素分泌而不会引起过多反应的药物胰岛素的释放这会导致低血糖。”

总而言之，他们发现了一种更复杂的方式胰腺β细胞决定何时和释放多少胰岛素，类似于两循环发动机。在第一个循环中，血糖被丙酮酸激酶处理，消耗ADP。线粒体通过向丙酮酸激酶提供更多物质来维持这一过程，这导致ADP水平下降，最终刺激足够的钙进入细胞释放胰岛素。

在第二个循环中，线粒体从喂养丙酮酸激酶用材料进料到生产高能量分子ATP，这是完全释放胰岛素所需的。然后流程重置。

在Companion学习中，由Merrins'Jyale大学的同事领导，研究人员研究了丙酮酸激酶激活剂如何影响健康和肥胖老鼠的代谢。在一系列实验中，他们发现激活丙酮酸激酶增加胰岛素分泌和胰岛素敏感性，同时改善肝脏中的糖代谢和红细胞。这种治疗方法可能对2型糖尿病患者有帮助，这些患者体内胰岛素分泌不足，导致糖代谢功能紊乱。

“这里的治疗理念是我们可以在同时改善其他器官的同时更有效地触发胰岛素分泌，以便更有效地触发胰岛素分泌物，”Merrins说。

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